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三晶体多轴联动同步辐射X射线荧光光谱仪被引量：1: 2017年; 针对上海光源X射线吸收精细结构光谱仪对灵敏度和分辨率的要求,研制了三晶体多轴同步辐射X射线荧光光谱仪。其采用一台双晶单色器提供实验X射线,用3块凹面晶体构成系统主体色散结构,并在竖直平面内组成相交的罗兰圆实现荧光分析,可实现10°范围内的布拉格角变化。光谱仪通过高精度控制驱动设备使位移平台实现了3块晶体的4轴联动和总台的2轴联动,其中对位移平台的各轴精度达到了单步长移动25nm,可以实现高分辨率的三维扫描工作。编写了探测器的驱动软件,提高了驱动器的测试灵敏度和分辨率。最后,利用国际通用的实验物理控制系统——EPICS(Experiment Physics and Industrial Control System)完成了整个系统软件的设计,实现了系统各部分的精确控制、自动测量、数据分析和结果显示与存储等功能,构成了一套完整的基于同步辐射光源的高精度高分辨率X射线荧光光谱分析系统。采用钴元素作为测试样品进行了分析实验,结果显示:该光谱仪单次测量时间小于1.5s,测试精度达到0.4eV,分辨率为0.1eV。光谱仪可以完成对样品荧光的采集和分析,操作时间、精度、分辨率和重复性等性能指标均优于现有国内、外设备,目前已成功应用于上海光源XAFS线站的各项科学实验中。; 隋国荣朱泽玮王颖贾星伟单新治; 关键词：X射线荧光光谱仪多轴联动

基于STM32的高稳定度半导体激光器驱动系统设计被引量：4: 2020年; 为解决便携式拉曼光谱仪进行定量分析时易受半导体激光器输出光功率以及波长稳定性影响问题,设计了一种基于STM32的高稳定度半导体激光器驱动电路系统。该系统采用高功率密度的恒流芯片TPS54200为激光器提供稳定的恒流源,采用集成温度控制芯片MAX1978对激光器工作温度进行精确控制,结合主控芯片STM32对激光器输出光功率以及工作温度进行高精度调节和控制。实验结果表明,该系统对驱动电流0~1500mA可调,电流线性度为0.17%;工作时间1小时内温度控制最大误差为0.09℃;输出的峰值光波长偏差在0.02nm以内;输出光功率范围宽,稳定性达到0.08%。该设计满足光谱仪工作要求,系统稳定性较好,对同类型激光器适用性较强。; 薛萌黄斐贾仕达郭汉明; 关键词：半导体激光器 STM32 恒流控制拉曼光谱仪

便携式拉曼光谱仪数字化电源管理系统设计被引量：1: 2021年; 根据便携式拉曼光谱仪的电源需求,设计了一种小体积、数字化的电源管理系统。该电源管理系统以STM32为主控芯片,采用TI公司的电池管理芯片BQ3060和BQ24005实现锂电池的管理,设计了供电电源切换模块和开关控制模块分别用于控制双电源的切换和系统的开关机,利用DC/DC转换模块保证系统恒定的电压输出,最后通过软件编程协同各个子模块使系统能实时查询电源状态且自行调整供电策略。该电源管理系统经制板调试后以小型拉曼光谱系统作为负载进行供电测试,结果表明,该系统供电过程中输出功率平稳,温度变化范围小,能实时管理电源并向用户反馈供电电源状态,满足设计需求,为便携式拉曼光谱仪的电源管理设计提供了良好的解决方案。; 朱亮庆黄斐薛萌陈瀚郭汉明; 关键词：电源管理锂电池 STM32

基于拉曼光谱的改进投影算法快速鉴别药品被引量：5: 2015年; 投影算法常用于混合物分析中确定灰色体系是否存在未知干扰,而在用于药品鉴别时,由于其判定标准不充分,故不能同时准确鉴别不同药品和相似药品。提出将投影算法的判定标准(待测物质光谱的量测误差大小是否在限定水平)改进为待测物质光谱与标准物质光谱的量测误差大小水平是否相当、量测误差分布是否相近。将改进投影算法与未经改进投影算法用于六种(拜耳阿司匹林肠溶片、泰诺对乙酰氨基酚缓释片、拜耳复方对乙酰氨基酚片Ⅱ、华中复合维生素C片、华中维生素B片、吗丁啉多潘立酮片)不同药品的鉴别以及三种相似药品(拜耳阿司匹林肠溶片、上海信宜药阿司匹林肠溶片、巴米尔阿司匹林泡腾片)的区分,实验结果表明改进投影算法实现了不同药品的准确鉴别及相似药品的准确区分,准确率均高达100%,有望发展成为普适,可靠的自动化药品识别算法,并为基于拉曼光谱的物质识别算法研究提供参考依据。; 贾南南季江高鹏飞阮斌陶振强李龙潭李骁郭汉明; 关键词：拉曼光谱药品鉴别

基于STM32的嵌入式系统电源管理设计被引量：7: 2018年; 如何让嵌入式设备在保持体积不变的情况下为其提供稳定可靠的电源,是嵌入式设备使用中面临的重要问题之一。基于此,设计了一种功耗低、体积小、性能稳定的电源管理系统。首先介绍了基于单片机STM32F4的管理系统的设计框架,然后分别阐述各个子模块的工作原理与设计,最后介绍了系统电量测量以及开关机的软件设计,并对电源管理系统进行测试。实验结果表明,该电源管理系统达到了预期的设计要求。; 周郑黄斐苏丹郭汉明; 关键词：电源管理锂电池电路设计

单点式位移平台激光共聚焦扫描荧光显微镜被引量：3: 2015年; 为了获得细胞图像,利用Visual Studio C#开发了移动位移平台的控制程序,使用位移平台单点扫描的方式设计激光共聚焦扫描显微镜(laser confocal scanning microscope,LCSM)。为了获得高分辨率的位移,位移由精度可以达到1nm的压电陶瓷驱动器驱动。设计了梳状和矩形两种扫描路径,通过程序设计位移补偿的方法弥补了机械运动的偏差。利用算术平均值的数字滤波方法处理数据采集卡采集的数据以减小随机噪声的影响。实验结果证明,利用C#程序控制的单点式平台扫描LCSM具有较好地测量效果。; 陶振强贾南南阮斌; 关键词：共聚焦荧光显微镜数字滤波

基于STM32的光谱采集系统设计被引量：5: 2017年; 针对微型光谱数据采集电路的设计要求,设计了一种基于STM32的光谱数据采集系统。该设计由单芯片STM32F407内部的TIMER、ADC、DMA、RAM组成替代传统的多芯片设计,完成对线阵CCD TCD1304DG的驱动及信号采集,并能够通过串口与上位机测试软件进行通信,实时显示采集光谱。测试结果表明,该方案具有很好的驱动CCD工作能力,并具有良好的光谱采集效果、简单易行、成本低、集成度高等优点,还可拓展到其他型号CCD的驱动,实际应用价值高。; 王毅磊高鹏飞黄斐周郑郭汉明; 关键词：STM32 线阵CCD

改善激光共焦扫描显微镜像质的方法: 2016年; 为解决传统光学显微镜样本上每一点的图像都受到邻近点衍射或散射光干扰的问题,研发了一套基于C#WinForm控制平台进行连续扫描方式的激光共焦扫描显微镜(LCSM)系统,并且成功地对生物细胞进行了扫描成像。针对共焦显微镜图像像质不高的问题,提出合理选取探测器针孔直径,并通过高斯低通滤波、盲解卷积的方法,确保实现高像质。实验结果表明,基于上述方法改进后的LCSM具有较高图像质量,该方法简单易行,便于实施。; 李龙谭及少勇张洪飞郭汉明; 关键词：显微镜图像质量盲解卷积

拉曼光谱的局域动态移动平均全自动基线校准算法被引量：6: 2015年; 基线校准是极其重要的光谱预处理步骤,能够显著提高后续光谱分析算法的准确性。目前基线校准算法大多数都是手动或半自动的,手动基线校准算法完全依赖于用户的经验,个人主观因素会严重影响基线校准的准确性,半自动基线校准需要针对不同的拉曼光谱设置不同的优化参数,使用不便。提出了一种局域动态移动平均(LDMA)全自动基线校准算法,并且详细阐明了该算法的基本思想和具体算法步骤。该算法采用了改进移动平均算法(MMA)实现拉曼光谱峰的逐渐剥离,通过自动识别原始拉曼光谱的基线子区间来将整个拉曼光谱区间自动分割为多个拉曼峰子区间,从而实现了在每个拉曼峰子区间中动态改变MMA窗口半宽度和控制平滑迭代次数,最大程度地避免了基线校准过度和基线欠校准现象。无论对于凸形基线、指数形基线、反曲线形基线模拟拉曼光谱,还是真实物质的拉曼光谱,LDMA全自动基线校准算法都取得了很好的基线校准效果。; 高鹏飞杨蕊杨蕊季江郭汉明瑚琦; 关键词：拉曼光谱

像散法离焦检测中的像散透镜参数设计被引量：3: 2012年; 推导出了离焦量与聚焦误差信号功率的关系式。利用MATLAB软件仿真,详细分析了像散透镜系统各个参数对离焦量、灵敏度、光斑大小等的影响,得到了像散圆透镜与像散柱透镜焦距之间的距离关系。结果发现聚焦物镜和探测器参数对最小离焦量、灵敏度、精度有决定性的影响。提出了像散透镜系统各光学参数选择的原则和方法,并以德国Silicon Sensor公司的QP50-6型四象限探测器为例,详细分析了离焦量与聚焦误差信号功率的线性关系。这些工作对建立满足应用对象要求的像散法离焦检测系统具有重要的指导意义。; 田毅强蒋庭佳高鹏飞田媛姜曼郭汉明庄松林; 关键词：光学测量

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国家自然科学基金(61178079)

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