| 题名 | 空间生命科学实验多光谱成像技术及系统集成 |
| 作者 | 陈苏广 |
| 答辩日期 | 2012-05-20 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张涛 ; 郑伟波 |
| 关键词 | 空间生命科学实验 多光谱成像 Emccd 通道间串扰 倍增驱动 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 地面上，多光谱成像技术凭借其二维图像信息与光谱信息融合的特点，已经成为植物生理化学研究的一种重要手段，广泛应用于植物分类、生长监测、水肥诊断、成熟度分析、生化作用影响、转基因表达等方面的科学研究。在空间环境下开展以高等植物为对象的生命科学研究，对空间长期载人任务的执行具有重要意义。目前，我国空间生命科学实验装置已能够获取植物在空间环境下生长的全彩反射图像，但仍然无法提供植物在生长过程中光合作用活性、营养素胁迫等重要信息。为了深入研究高等植物在空间环境下的生长规律，科学家迫切要求空间生命科学实验装置能够获取空间植物生长的多光谱图像，以提供更加全面的植物生长及特征信息。针对这一迫切要求，课题开展了空间科学实验多光谱成像技术及系统集成研究，为拓展和深化空间生命科学研究领域提供硬件支撑和技术保障。本文主要的研究内容和成果如下：1） 经过目标特性分析和技术方案比较，选择了适合空间应用的集成滤光片分光与EMCCD探测的多光谱成像架构。完成了探测器的移位推扫机构、EMCCD驱动电路、图像处理和传输电路的设计，成功搭建了基于集成滤光片的多光谱成像系统，分别利用5通道和16通道集成滤光片获取了植物组织的多光谱反射图像和荧光图像。2）根据集成滤光片的分光原理，对集成滤光片固有的光谱畸变和通道间串扰等问题进行了分析和建模，为多光谱成像系统的设计和应用提供了理论依据。通过标定试验，获得了集成滤光片各通道的实际透过率曲线以及像面上通道有效区域的宽度，标定结果与模型分析相吻合。3）为了改善倍增增益曲线的非线性，利用可调电源和隔离推挽电路设计出了幅值可调的EMCCD倍增驱动电路，实现了CCD97倍增增益的在线调节。实验表明，所设计的倍增驱动电路可以对CCD97倍增增益曲线的非线性进行部分校正。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5390]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈苏广. 空间生命科学实验多光谱成像技术及系统集成[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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