学校首页| 设为主页|ENGLISH|旧版地址

期刊热点

【JIOHS】好文荐读 | 基于光谱法的食用油折射率特性及油品色散特性对OCT的影响

来源:     作者:    发布时间:2021年02月26日    浏览:

本文介绍的是西安工业大学许世军教授课题组关于基于光谱法的食用油折射率特性及油品色散特性对OCT影响的研究工作,发表在《Journal of Innovative Optical Health Sciences》期刊2021年第1期。

Refractive index characteristics of edible oils based on spectrometry and effects of oil dispersion on OCT

ShiJun Xu and XiaoKang Li


研究背景

食用油的安全检测格外重要。目前,对食用油及其制成品的检测技术主要体现在常规理化检测、色谱法检测、核磁共振鉴别、光谱法检测等方面,但是缺乏有效的检测系统、标准。已有的光学检测方法有傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法、生物质谱技术、低场核磁共振检测技术、太赫兹波谱技术等,但并未涉及油品的色散特性研究与检测。


内容简介

本文研究内容包括两部分:第一部分基于光谱法的食用油折射率特性;第二部分基于油品的色散特性(折射率数学模型),对油品的OCT采用解卷积数值补偿算法进行色散补偿。


图文导读


380-1500 nm波段三种油品折射率随波长的增大而减小,反映了不同油品之间存在许多相同或高关联的成份;三种油品折射率在宽波段上已呈现出明显的特异性,尤其在近红外段折射率差别较大,并能将正常油品类别与废弃油品类别显著区分开,这就为建立近红外段上的油品鉴别体系提供了理论依据。


在图10中,N-D表示无色散时(理想条件下)的干涉信号,D表示色散补偿前的干涉信号,N-D-C表示色散补偿后的干涉信号,纵轴表示光强,横轴表示零光程差时信号臂的位移,位移量用L表示

(23)

在式(23)中,d表示油层的厚度,ng表示油品群折射率,n表示油品折射率。

(1) 根据图10,设油品厚度为300×102nm,当三种油品在零光程差的状态下,信号臂的特征位移分别为449.6307×102nm、447.9554×102nm、446.5344×102nm,这表明三种油品的色散特性不相同。同时,依据“光程等于折射率乘以距离”,可以推断这种OCT中的信号臂特征位移量,能够作为油品鉴别的潜在指标。

(2)首先,通过MATLAB软件中的数据游动标记功能,对图10中信号强度的第一极小值点进行了坐标标记,共有4个点。其次,设f为轴向信号展宽因子,并定义f=[(x4-x1)-(x3-x2)]/(x3-x2)。因此,以花生油为例计算可得:f=[(459.2-440.6)-(454.5-444.4)]/(454.5-444.4)=0.84。同理可得菜籽油、废弃油的f分别为0.64、0.91。

显然,经色散补偿后其展宽显著减小,并与无色散情况下的干涉信号基本重合。因此,在已知油品色散特性条件下,通过该解卷积数值色散补偿方法可以对光学相干层析成像系统实现色散补偿,从而提高纵向分辨率。


作者介绍

许世军(1971-),男, 陕西韩城人,中共党员。现任西安工业大学教授,物理学学术带头人,硕士生导师,陕西省教学名师,陕西省高等学校教学指导委员会委员,教育部大学物理课程教指委西北地区工委会委员。主要从事生物光学信息探测与高等理科教育研究,以第一作者或通讯作者发表论文80余篇,主持省部级以上项目13项,以第一人获省部级奖励8项。