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一种简单精确的CCD阵列光谱仪波长定标方法

马艳 夏果 黄禅 王国栋 金施群

马艳, 夏果, 黄禅, 王国栋, 金施群. 一种简单精确的CCD阵列光谱仪波长定标方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 147-153. doi: 10.3788/IRLA201847.S117002
引用本文: 马艳, 夏果, 黄禅, 王国栋, 金施群. 一种简单精确的CCD阵列光谱仪波长定标方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 147-153. doi: 10.3788/IRLA201847.S117002
Ma Yan, Xia Guo, Huang Chan, Wang Guodong, Jin Shiqun. A simple and accurate wavelength calibration method for CCD-spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(S1): 147-153. doi: 10.3788/IRLA201847.S117002
Citation: Ma Yan, Xia Guo, Huang Chan, Wang Guodong, Jin Shiqun. A simple and accurate wavelength calibration method for CCD-spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(S1): 147-153. doi: 10.3788/IRLA201847.S117002

一种简单精确的CCD阵列光谱仪波长定标方法

doi: 10.3788/IRLA201847.S117002
基金项目: 

国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ220749);中央高校基本科研业务费专项资金(JZ2016HGBZ0754)

详细信息
    作者简介:

    马艳(1995-),女,硕士生,主要从事光谱预处理方面的研究。Email:cmayanx@163.com

  • 中图分类号: TH744

A simple and accurate wavelength calibration method for CCD-spectrometer

  • 摘要: 波长定标是CCD光谱仪的重要步骤,其准确性会影响光谱仪测量结果的精确度。然而传统波长定标精度受仪器带宽和噪声的影响:带宽会导致定标光谱中产生重叠峰或双峰的峰位移;噪声会使峰值点的测量不准确。为解决这个问题,提出了一种简单精确的CCD光谱仪波长定标方法。使用自动分解算法和Voigt线状谱模型来优化定标光谱的形状,并且可以获得每个定标峰的峰值点的精确值。利用该方法可以消除带宽和噪声的影响,特别是重叠峰可以被同时分解成几个单峰,极大地简化了定标过程。实施基于USB4000光谱仪和汞氩校准光源的波长定标实验。结果表明,相比于传统方法,该方法可以达到较高的精度且定标误差小于0.1 nm。因此,推荐使用该方法对光谱仪进行波长定标。
  • [1] Zonios G. Noise and stray light characterization of a compact CCD spectrophotometer used in biomedical applications[J]. Applied Optics, 2010, 49(2):163-169.
    [2] Eichstdt S, Schmhling F, Wbbeler G, et al. Comparison of the Richardson-Lucy method and a classical approach for spectrometer bandpass correction[J]. Metrologia, 2013, 50(2):107-118.
    [3] Sansonetti C J, Salit M L, Reader J. Wavelengths of spectral lines in mercury pencil lamps[J]. Applied Optics, 1996, 35(1):78-83.
    [4] Martinsen P, Jordan B, Mcglone A, et al. Accurate and precise wavelength calibration for wide bandwidth array spectrometers[J]. Applied Spectroscopy, 2008, 62(9):1008-1012.
    [5] Yu F. Accurate wavelength calibration method using system parameters for grating spectrometers[J]. Optical Engineering, 2013, 52(1):3603.
    [6] Li X, Zhang G W, Xun L N, et al. Wavelength calibration of shortwave infrared flat spectroradiometer[J]. Acta Optica Sinica, 2008, 28(5):902-906.
    [7] Sun Y C, Huang C, Xia G, et al. Accurate wavelength calibration method for compact CCD spectrometer[J]. Journal of the Optical Society of America-A Optics Image Science Vision, 2017, 34(4):498.
    [8] Levenberg K. A method for the solution of certain non-linear problems in least squares[J]. Quarterly of Applied Mathematics, 1944, 2(4):436-438.
    [9] Marquardt D W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters[J]. Journal of the Society for Industrial Applied Mathematics, 1964, 11(2):431-441.
    [10] Nocedal J, Wright S J. Numerical Optimization[M]. Berlin:Springer, 1999.
    [11] Sundius T. Computer fitting of voigt profiles to Raman lines[J]. Journal of Raman Spectroscopy, 1973, 1(5):471-488.
    [12] Yuan J, Sun J, Hu Z. High-order cumulant-based blind deconvolution of Raman spectra[J]. Applied Optics, 2005, 44:7595-7601.
  • [1] 马维喆, 董美蓉, 黄泳如, 童琪, 韦丽萍, 陆继东.  激光诱导击穿光谱的飞灰碳含量定量分析方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200441-1-20200441-10. doi: 10.3788/IRLA20200441
    [2] 刘舒扬, 张晨, 赵安娜, 李奇峰, 贾晓东.  基于光谱特性的高判别准确度激光近场探测传感器研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0403009-0403009-5. doi: 10.3788/IRLA202049.0403009
    [3] 字崇德, 李昀谦, 祖永祥, 陈林森, 曹汛.  多传感器光谱视频成像系统中的图像对齐研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603019-0603019(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0603019
    [4] 赵力杰, 周艳宗, 夏海云, 武腾飞, 韩继博.  飞秒激光频率梳测距综述 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006008-1006008(16). doi: 10.3788/IRLA201847.1006008
    [5] 李洪波, 胡炳樑, 余璐, 孔亮, 于涛, 高晓惠.  基于类对比度的CCD相关双采样自适应技术 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 320003-0320003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0320003
    [6] 王彦斌, 刘艳芳, 陈前荣, 李华, 周旋风, 任广森, 朱荣臻.  CCD光敏面上激光能量的网状分布 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 125-131. doi: 10.3788/IRLA201847.S120005
    [7] 陈前荣, 亓凤杰, 王彦斌, 张文攀, 李华.  激光干扰CCD规则亮点分布原理研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1106007-1106007(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1106007
    [8] 熊俊, 夏媛, 杨勇, 程学武, 李发泉.  基于CCD图像智能分析的激光主动规避飞行物系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 65-70. doi: 10.3788/IRLA201645.S106005
    [9] 刘慧, 刘学斌, 陈小来, 孔亮, 刘永征.  基于驱动时序控制CCD曝光时间的设计与实现 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 199-204.
    [10] 张宁, 刘宇龙, 吴嘉辉, 徐熙平.  微型光谱仪的CCD 数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 141-147.
    [11] 郭彦池, 徐熙平, 乔杨, 米士隆, 杜玉楠.  大视场宽谱段星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3969-3972.
    [12] 陶宗明, 刘东, 麻晓敏, 陈向春, 王珍珠, 谢晨波, 王英俭.  基于CCD的侧向激光雷达系统研制及探测个例 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3282-3286.
    [13] 蔺辉, 刘立力, 田新锋, 郝芸.  强激光近场分布测量中科学级CCD 的非均匀性校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2108-2111.
    [14] 王士绅, 隋修宝, 陈钱, 顾国华.  高速高清CCD自适应相关双采样技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 155-159.
    [15] 周跃, 闫丰, 章明朝.  CCD光电参数测试系统的研制 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3451-3456.
    [16] 张永贺, 郭啸川, 褚武道, 艾金泉, 项天宋, 郭乔影, 周毅军, 陈文惠.  基于红边位置的木荷叶片叶绿素含量估测模型研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 798-804.
    [17] 张景超, 闫玺, 朱艳英, 李潮洋, 李贺光, 胡学良.  激光双路对称透射法在线测量平板玻璃厚度 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2812-2816.
    [18] 程巳阳, 高闽光, 徐亮, 冯明春, 张天舒, 刘建国, 刘文清.  高温气体浓度光谱分析中的温度修正方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 413-417.
    [19] 邹前进, 陈前荣, 黄振宇, 李华, 黄成功, 亓凤杰, 王彦斌.  激光干扰CCD规律圆形条纹作用机理分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2017-2021.
    [20] 张俊举, 常本康, 张宝辉, 闵超波, 袁轶慧, 姜斌.  远距离红外与微光/可见光融合成像系统 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 20-24.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-02-20
  • 修回日期:  2018-04-15
  • 刊出日期:  2018-06-25

一种简单精确的CCD阵列光谱仪波长定标方法

doi: 10.3788/IRLA201847.S117002
    作者简介:

    马艳(1995-),女,硕士生,主要从事光谱预处理方面的研究。Email:cmayanx@163.com

基金项目:

国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ220749);中央高校基本科研业务费专项资金(JZ2016HGBZ0754)

  • 中图分类号: TH744

摘要: 波长定标是CCD光谱仪的重要步骤,其准确性会影响光谱仪测量结果的精确度。然而传统波长定标精度受仪器带宽和噪声的影响:带宽会导致定标光谱中产生重叠峰或双峰的峰位移;噪声会使峰值点的测量不准确。为解决这个问题,提出了一种简单精确的CCD光谱仪波长定标方法。使用自动分解算法和Voigt线状谱模型来优化定标光谱的形状,并且可以获得每个定标峰的峰值点的精确值。利用该方法可以消除带宽和噪声的影响,特别是重叠峰可以被同时分解成几个单峰,极大地简化了定标过程。实施基于USB4000光谱仪和汞氩校准光源的波长定标实验。结果表明,相比于传统方法,该方法可以达到较高的精度且定标误差小于0.1 nm。因此,推荐使用该方法对光谱仪进行波长定标。

English Abstract

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