多通道拉曼光谱仪的主控系统设计 .pdfVIP

第22卷第11期软件导刊Vol.22No.11

2023年11月SoftwareGuideNov.2023

多通道拉曼光谱仪的主控系统设计

胡翰文，薛萌，郭汉明

（上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093）

摘要：根据532nm、633nm、785nm和1064nm4种波长激光照射到物质上的拉曼光谱采集需求，设计了四通道拉

曼光谱仪的主控系统。该系统采用Hamamatsu公司的S11511-1106型面阵CCD和G14237-512WA型线阵铟镓砷图

像传感器作为光电转换器；将STM32F407作为控制芯片，实现四通道图像传感器、四通道激光器和四通道电机的控

制；利用FPGA实现图像传感器的驱动、A/D模数转换以及光谱数据采集；通过串口将数据传输到电脑端上位机显示。

经实验测试，上位机端光谱信号显示准确，可以实现光谱的单次或连续采集；影响光谱成像的电压误差稳定在1.5%

以内，纹波系数控制在2%以内。该系统实现了四通道光谱数据采集和传输，可以拓展到其他像元器件设计中，具有

一定应用价值。

关键词：STM32；FPGA；CCD；铟镓砷图像传感器；多通道光谱仪

DOI：10.11907/rjdk.222351开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2023）011-0155-06

DesignofMainControlSystemforMulti-ChannelRamanSpectrometer

HUHanwen，XUEMeng，GUOHanming

（SchoolofOptical-ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China）

Abstract：

thematerialRamanspectrumirradiatedbythelaserat532nm，633nm，785nmand1064nm.Inthissystem，S11511-1106planararray

CCDandG14237-512WAlineararrayindiumgalliumarsenicimagesensorofHamamatsucompanyareusedasphotoelectricconverters.

STM32F407isusedasthecontrolchiptorealizethecontroloffour-channelimagesensor，four-channellaserandfour-channelmotor.FPGA

isusedtodrivetheimagesensor，

erthroughtheserialportfordisplay.Theexperimentshowsthatthespectralsignaloftheuppercomputerisaccurate，andthesingleorcontinu‑

ousacquisitionofthespectrumcanberealized.Thevoltageerroraffectingspectralimagingis