基于光学相干的油品色散及其补偿研究

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1、密级公开分类号０４３＿系知＾掌ＸＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：基于光学相干的油品色散及其补偿研究作者：张雪贽指导教师：许世军教授马元魁副教授申请学位学科：光学２０１８年５月８日密级公开分类号O43XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:基于光学相干的油品色散及其补偿研究作者：张雪赟指导教师：许世军教授马元魁副教授申请学位学科：光学2018年5月8日基于光学相干的油品色散及其补偿研究学科：光学摘要

2、食用油安全检测是迫不及待要解决的问题，检测体系涉及到油品的物理和化学性质、油品的色谱、核磁共振信号及光谱信息等，并未涉及油品的色散特性，掌握更多油品的信息，为油品检测的准确性提供基础依据。光学相干层析成像技术无论在人们的实际生活中，还是其他相关研究领域中的应用非常广泛，探索与研究光学相干层析成像技术，也具有重要的现实意义。由于在光学成像系统中，大部分光学元件和生物组织等样品都具有色散特性，会导致系统分辨率下降，因此，本文在提高OCT分辨率的基础上尝试获取油品色散信息。本课题针对油品折射率，高阶色散信息，色散补偿等研究内容，利用紫外

3、分光光度计、频域OCT等实验系统，借鉴油品研究和OCT成像系统的诸多研究成果，以五种不同油品为研究对象，利用透射光谱法测量并计算油品折射率，以及从理论上推导色散特性对OCT信号影响，并尝试采用深度色散补偿方法对其进行色散补偿，以期获取多种油品的色散信息，并进一步提高OCT的轴向分辨率。1.在透射光谱法测定油品折射率研究中，用紫外-可见分光光度测量样品的透射光谱曲线，经分析计算出奇极值点的折射率。将折射率波长关系式用1stOpt软件和MATLAB工具箱拟合方法进行对比，合理确定并选用最优拟合的曲线公式。将五种油品用同样的方法处理后，

4、得到五种油品波长折射率公式，并且在复相关系数为0.95~0.97区间，五种油品统一的5.05.125.2拟合公式形式为：n()pppppp。1234562.在色散对OCT信号的影响研究中，首先在理论上推导了样品色散对OCT信号包络宽度的影响，得到同种样品在不同光源条件下的包络宽度不同。其次将五种油品的折射率拟合公式分别用MATLAB数值模拟出各样品的二阶色散和三阶色散曲线，对比分析得出：三阶色散的数值很小，可以忽略不计，对OCT信号的影响主要研究二阶色散。因此，在本课题研究中，仅对二阶色散进行补偿来校正图像

5、。3.在仅考虑二阶色散的基础上，色散补偿主要消除干涉信号中存在的二阶色散相位。本课题借鉴深度色散补偿方法，首先利用MATLAB模拟双层玻璃片的数值补偿，获得了二8352阶补偿系数与深度的关系，即：a.17611310d.75698410d.00511285d13.9887，2验证了该补偿方法的可行性。用FDOCT对五种油品进行实验研究，采用Origin软件获取数据。结果发现：①油品仅能检测到液面上表面信息；②补偿后的信号半峰宽比补偿前的半峰宽小，层析图的分辨率提高；③不同油品的补偿系数分别为菜籽油：29（a.u.

6、），花生油：27（a.u.），调和油：19（a.u.），芝麻油：23（a.u.），餐厨废弃油：35（a.u.）。主要结论是：不同波长下油品的折射率以及高阶色散信息可以作为检测油品的基础依据。色散补偿的过程中可以忽略油品的三阶色散，继而通过深度色散补偿方法，能获得不同油品的补偿系数，并有效提地高了OCT的分辨率。关键词：光学相干层析系统；油品；折射率；色散补偿；数值模拟；StudyontheDispersionandCompensationofEdibleOilbasedonOpticalCoherenceDiscipline:Op

7、ticsAbstractThesafetydetectionofedibleoilisanurgentproblem.Thedetectionsysteminvolvesthephysicalandchemicalpropertiesoftheedibleoil,thechromatogramoftheedibleoil,thenuclearmagneticresonancesignalandthespectralinformation,etc.,andexceptthedispersioncharacteristicsofthe

8、edibleoil.Masteringmoreinformationaboutoilsprovidesthebasisfortheaccuracyofedibleoildetection.OpticalCoherenceTomography(OCT