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高光譜熒光測(cè)試系統(tǒng)的判別功能應(yīng)用

電子設(shè)計(jì) ? 來(lái)源:電子設(shè)計(jì) ? 作者:電子設(shè)計(jì) ? 2020-12-26 03:31 ? 次閱讀

基本原理:

熒光是一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)某種常溫物質(zhì)經(jīng)特定波長(zhǎng)的入射光照射,其分子吸收光能后從基態(tài)進(jìn)入激發(fā)態(tài),并且立即退激發(fā)并發(fā)出出射光,原理如圖所示。通常出射光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)更長(zhǎng),且多處于可見(jiàn)光波段。

系統(tǒng)使用高靈敏度、高信噪比、高像素Scoms相機(jī)作為探測(cè)單元,使用高光譜分辨率的透射式光柵光譜儀,結(jié)合消色差成像鏡頭、內(nèi)置推掃成像結(jié)構(gòu)、內(nèi)置調(diào)焦結(jié)構(gòu)、內(nèi)置Shutter等單元完成采集系統(tǒng)的集成。大功率的氙燈光源作為系統(tǒng)進(jìn)行熒光信號(hào)檢測(cè)的光源體,配合光波導(dǎo)、激發(fā)濾光片、勻光棒、反射鏡等結(jié)構(gòu)完成樣品激發(fā)光的傳送,樣品在激發(fā)光的作用下會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熒光(發(fā)射)信號(hào),在高光譜相機(jī)前端設(shè)計(jì)有熒光濾光片,這樣熒光信號(hào)最終被高光譜相機(jī)收集到,通過(guò)處理分析建模等處理后可獲取需要的熒光光譜和圖像。

測(cè)試條件:

高光譜成像儀系統(tǒng):光譜范圍:400-1000nm,光譜分辨率:3nm,光譜通道:176Bands;積分時(shí)間400ms。

激發(fā)光源波長(zhǎng):365nm紫外燈光源,功率100W/個(gè),總功率100W;

疑似熒光信號(hào)(范圍):450nm附近;

圖1 高光譜熒光系統(tǒng)

圖2 不同顏色新鮮枸杞

圖3 不新鮮枸杞(包括半新鮮、干、腐爛等)

先分析干枸杞與變腐枸杞

圖4 不同情況下干枸杞的熒光光譜

從圖4可知:

1、干枸杞熒光信號(hào)也分布在455nm附近,與新鮮枸杞比較,在550nm附近沒(méi)有波峰,而且整個(gè)光譜都隨著新鮮的程度其光譜曲線逐漸下降;

2、干的程度越多,熒光信號(hào)越弱。

圖5 高光譜熒光下的干枸杞

再分析新鮮與半新鮮枸杞

圖6 新鮮與半新鮮枸杞熒光光譜

從圖6可知:

1、新鮮枸杞的熒光主波峰在455nm左右,而且新鮮的枸杞在550nm附近也會(huì)有一個(gè)波峰存在,這個(gè)波峰是否和葉綠素等信息有關(guān)?

2、半信息枸杞的熒光主波長(zhǎng)位置和新鮮的保持一致(455nm附近),但在500nm以后與新鮮的枸杞比較起來(lái),可能和新鮮的程度有關(guān)聯(lián),從500nm后的光譜信號(hào)曲線逐漸下降,新鮮度高的比新鮮度低的在500-600nm之間的信號(hào)會(huì)高一些;

3、腐爛枸杞的熒光波峰還是在靠近455nm,但與新鮮和半新鮮的比較起來(lái),在400-450nm之間,其腐爛類的信號(hào)明顯低于新鮮和半新鮮的。

圖7 新鮮與半新鮮枸杞的熒光分布圖

圖8干枸杞、新鮮枸杞、半新鮮枸杞以及不同顏色的枸杞的光譜曲線

審核編輯:符乾江
聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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