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微弱光信号检测方法的初步研究

0 引言 微弱光谱信号的检测是光谱研究中的重要课题,也是微弱信号检测的重要分支.过去,从噪声中提取微弱信号的最简单方法是照像法,即用低亮度的示波管通过长时间曝光(积累),可以得到有用波形.当然,曝光时间越久噪声影响越小.但是用这种办法处理一个实验结果需要的时间太长,很不方便. 近十多年来,随着科学的发展,特别是激光光谱学的B跃发展,为微弱光信号的检测提供了有利条件,促进了微弱信号检测方法的开发和发展,引起了国内外许多科学工作者和物理学家的重视,并做出了许多重要贡献.在拉曼散射、布里渊散射、雷利散射、萤光磷光的测量以及激光在月亮上反射、人造卫星跟踪等方面的检测都广泛应用了微光测量方法(7),得到了满意的效果.实践证阴微弱光信号检测方法在自然科学范围内,成为深化认识自然,探索新材料,创造新器件的重要工具和不句缺少的手段. 本文作者参加了我国第一台wFL激光拉曼分光光度计研制工作.由于拉曼(Raman)光非常微弱(约10-“W以下),...  (本文共9页) 阅读全文>>

福建师范大学
福建师范大学

微弱光信号检测系统的设计

伴随计算机技术、光电子技术、激光运用技术的发展,以及各类光电转换器件的研发运用,推动了微弱光信号的检测技术的发展。在食品检测、疾病诊断、药物研究等领域,微弱光信号的检测对于探索事物的本质有指导性意义,从而微弱光信号检测方法的研究及检测系统的搭建,在众多领域得到重视。本论文的主要目的是针对细胞活性检测,设计一个微弱光信号检测系统。本论文完成以下两项工作:1、基于一种化学发光原理的细胞活性检测方法,设计一套微弱光信号检测系统,搭建检测系统模型。2、根据微弱光信号检测系统的要求,设计收集传输微弱光信号的光学系统与检测系统机械结构。工作的创新性体现在:1、设计了一种可用于化学发光的微弱光信号检测系统。2、设计了一款大孔径、小畸变的检测镜头,完成装配图与零件图的绘制。3、设计了一套调焦机构,实现了检测镜头的准确位移调整与固定。  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州交通大学
兰州交通大学

微弱光电信号检测与采集技术研究

到目前为止,微弱光电信号检测技术在许多领域中受到了越来越多的关注,更是航空航天等领域的主要研究内容。随着科技发展,人们对于微弱光电信号检测系统的精度要求越来越高。研究高精度的微弱信号探测仪是目前很多领域急需解决的问题,因此微弱光电信号检测与采集技术的研究具有重要的实际意义。首先,针对本文要检测的pA级微弱光电流信号,分析检测系统中存在的噪声及其对检测系统的影响,选择高精度,低噪声器件设计检测系统的前端调理电路。二阶放大电路的放大倍数为107,抗混叠滤波电路截止频率为7.8kHz,根据待测信号特性计算放大电路与滤波电路中选用的元器件的参数,并采用Multisum软件对电路进行仿真验证。经过验证后设计硬件电路。其次,经过前端处理电路处理的信号输入到24位AD转换电路进行转换,转换后的数字量送给DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器)进行目标信号的幅值与频率信息检测。对于微弱光电流信号幅值检测部分,...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

基于LabVIEW的微弱光电信号检测系统设计

随着科学技术的不断发展,微弱光电信号检测变的越来越重要,尤其是淹没强噪声下的微弱信号倍受国内外的关注。针对这一热点、难点,传统的一些微弱信号检测方法就暴露出许多不足之处。长期以来,国内外学者一直朝着这一方向进行努力的探索和研究,也已取得了一些重大的成果。本文就针对强噪声下的微弱光电信号进行了系统的分析研究,并设计了一整套微弱光电信号检测系统。首先讨论了微弱光电信号中可能存在的噪声背景以及通过硬件电路可能引进的噪声进行了系统的分析。其次,设计了一个下位机,主要是将目标光信号通过光电转换,放大以及滤波等一系列处理过程,下位机由光电转换部分、前置放大部分、多级放大部分、有源滤波部分、数据传输部分组成。下位机将采集到的信号通过MPS-010501数据采集卡送到上位机LabVIEW8.5软件中进行处理,利用微弱信号检测方法在上位机中进行编程实现去噪声处理仿真,并比较分析,找出传统方法的优点和缺点,结合其中优点加以改进和创新。本文提出一种自...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

提高微光信号检测灵敏度的新方法

微光信号检测是指夜间和其它低光照度时目标信息的获取、转换、增强、记录和显示,它使人眼视觉在空间、时域和频域得到有效扩展。微光信号检测在军事安全、科学研究以及工程技术领域发挥重要作用。随着科技的发展各种微光信号检测器件都具有很高的灵敏度,但在光照极其微弱的条件下,它们依然具有检测极限。所以如何进一步突破照度极限提高微光检测的灵敏度是一个永恒的主题。为此本文提出一种提高微光信号检测灵敏度的新方法,该方法可以使一维和二维光电检测系统的灵敏度得到明显提高,这为微光信号检测增添了一种可行的手段,更为其它传感器使用过程中分辨力与灵敏度的提高开辟了一个新的途径。1.在对光电直接检测系统中基本工作原理、噪声来源、灵敏度以及阈值的分析的基础上,建立光电直接检测系统的黑箱理论分析模型,进而将光电直接检测系统视为类似A/D转换的量化系统。在此前提下,借鉴成形信号与过采样技术,并尝试将光学成形信号与过采样技术相结合,以提高光电直接检测系统的灵敏度。同时...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

基于伪随机序列的微弱光信号测量系统

微弱信号检测是一门新兴的技术学科,应用范围广泛。近30年来,在研究宏观和微观世界的过程中,科学工作者们不断开发出能把淹没在噪声中的大量有用信息检测出来的理论和方法,并不断地进行系统化、完整化。光纤通信技术是信息领域中十分引人瞩目的课题,而信号检测又是光通信领域中不可缺少的环节。鉴于FPGA技术的广泛应用和伪随机序列具有与白噪声相近的相关特性,测量过程中的干扰、噪声对相关峰值影响很小。本课题设计了基于伪随机序列和FPGA的微弱光信号测量系统。主要工作如下。本文首先分析了伪随机序列的特性,相关检测原理以及相关运算与傅里叶变换之间的关系,为基于伪随机序列的微弱光信号检测系统提供了理论基础。其次,在大量的理论知识依托下,本文对基于伪随机序列的微弱光信号的检测系统的硬件部分进行了设计,分别介绍了伪随机序列发生器、光发送机、光接收机和基于FPGA的FFT算法的硬件设计。为了实现待检测信号的相关处理,论文讨论了FFT算法在微弱光信号测量系统中...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>