基于面陣CCD的便攜式拉曼光譜儀控制系統(tǒng)研究.pdf

1、拉曼光譜反映了分子的特征結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各種分子物質(zhì)的鑒別。拉曼散射光的強(qiáng)度很弱，一般只有激發(fā)光的10-6到10-12倍。隨著SERS技術(shù)以及SHINERS技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展，拉曼光譜信號(hào)強(qiáng)度得到顯著增強(qiáng)。以此項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，便攜式拉曼光譜儀將在危險(xiǎn)品檢測(cè)、藥物檢測(cè)、質(zhì)量控制等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
　　本文結(jié)合SERS及SHINERS技術(shù)，并根據(jù)拉曼光譜特點(diǎn)設(shè)計(jì)了便攜式拉曼光譜儀主控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括CCD采集單元、激光光源單元及基于F

2、PGA的主控單元。本文實(shí)現(xiàn)了近紅外增強(qiáng)型低噪聲面陣CCD驅(qū)動(dòng)方案以及窄線寬激光器驅(qū)動(dòng)方案，并完成了基于FPGA的主控系統(tǒng)，包括CCD的時(shí)序設(shè)計(jì)及基于NIOS的控制程序設(shè)計(jì)。
　　本文設(shè)計(jì)并完成了穩(wěn)定輸出的窄線寬激光光源及低噪聲高動(dòng)態(tài)范圍CCD光譜采集系統(tǒng)。1.設(shè)計(jì)并完成一種基于LML-785.0BF-22激光二極管的拉曼光譜儀激發(fā)光源，實(shí)現(xiàn)了激光器相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及控制程序設(shè)計(jì)，得到近紅外窄線寬高功率穩(wěn)定輸出的激光光源。2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)

3、一種基于濱松公司近紅外增強(qiáng)型面陣CCD S11510-1106作為光譜儀感光器件的光譜采集系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)及時(shí)序驅(qū)動(dòng)，提出一種通過控制時(shí)序驅(qū)動(dòng)使面陣CCD工作在4binning模式，從而得到低噪聲高動(dòng)態(tài)范圍的面陣CCD采集系統(tǒng)。最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該CCD使用4binning模式能夠得到精度為16bit、動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)28，000、信噪比800∶1、最長(zhǎng)積分時(shí)間400S的高精度面陣CCD光譜采集系統(tǒng)。3.基于已實(shí)現(xiàn)的激光光源單元及CCD單