静态光谱获取及处理软件设计与开发

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1、硕士学位论文（工程硕士）静态光谱获取及处理软件设计与开发DESIGNANDDEVELOPMENTOFSTATICSPECTRUMACQUISITIONANDPROCESSINGSOFTWARE杨茜哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：V216.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文静态光谱获取及处理软件设计与开发硕士研究生：杨茜导师：尹珅教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：中国运载火箭技术研究院第十八研究所答辩日期：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex：TP391U.D.C：004

2、DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDDEVELOPMENTOFSTATICSPECTRUMACQUISITIONANDPROCESSINGSOFTWARECandidate：YangXiSupervisor：Prof.YinShenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：ChinaAcademyofLaunchVehiclethTechnologyThe18InstituteDateofDef

3、ence：Dec,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着光谱技术、计算机科学的不断发展，当前对物质定性定量分析、污染气体成分检测、激光频谱标定等方面都有新的要求。为了提高系统的光谱分辨能力，提高系统的测试稳定性，增强系统数据兼容性和可移植性，新的光谱分析系统和软件层出不穷。本文在分析讨论了各种干涉结构的基础上，设计了基于静态傅里叶干涉系统，并且根据系统的参数开发了相应的光谱分析软件，实现了快速数据采集、处理与输出显示的相关功能。首先，在介绍了光学相干基本原理的

4、基础上，给出了静态傅里叶干涉系统的基本工作机理，推导了空域信息转换为频域信息的函数关系。设计了静态傅里叶干涉系统的整体结构，选择了合适的光源、探测器以及处理电路。设计了静态干涉棱镜的尺寸、材料以及空间结构角。通过实验测试验证了系统硬件的可行性，并获取了555.0nm激光器的频谱分布数据。在硬件结构完成后，为了得到理想的光谱分布曲线，比较了多种光谱分析算法后，设计了干涉条纹预处理算法并改进了光谱标定模式，从而提高了系统数据处理的能力。基于VS平台，研发了适用于静态光谱分析的软件，设计了主显示界面、子功能显示界面等。最后，通过整个系统分别对进行测试，并与传统的MATLAB、LABVIEW环境

5、下设计的光谱分析软件进行了对比，实验结果显示，本光谱分析软件的光谱分布形态与MATLAB与LABVEIW光谱处理得到的光谱分布形态相近，其峰峰值位置误差均小于1nm。但本系统信噪比更好，同时数据结构兼容性更高。关键字：光谱采集；提高信噪比；静态干涉系统；数据预处理-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofspectroscopictechniques,computerscience,qualitativeanalysisofthecurrentquantitativesubstance,pollutantgascompositio

6、ntesting,laserspectralcalibration,etc.,ithasnewrequirements.Inordertoimprovespectralresolutioncapabilityofthesystemandimprovethestabilityofthetestsystem,newspectroscopicanalysissystemsandsoftwareareendlessforenhancedsystemcompatibilityanddataportability.Indiscussedthebasisofvariousinterferencestr

7、ucture,basedonstaticFourierinterferometersystemwasdesigned.Andtheparametersofthesystemaccordingtothedevelopmentofthecorrespondingspectralanalysissoftware,fastdataacquisition,processingandrelatedfunctionsoutputdisplayis