可調(diào)諧激光技術(shù)在光通信、光傳感、激光雷達(dá)、激光醫(yī)學(xué)診療、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域具有重要而廣泛的應(yīng)用價(jià)值,是激光和光電子技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。通過(guò)采用新穎的技術(shù)手段和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輸出激光波長(zhǎng)的大范圍高精度快速程控調(diào)諧對(duì)于構(gòu)建智能化的光學(xué)系統(tǒng)、拓展可調(diào)諧激光器的應(yīng)用領(lǐng)域和適用場(chǎng)景具有十分重要的意義,是當(dāng)前可調(diào)諧激光器技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。本文在深入研究了基于中階梯光柵和數(shù)字微鏡器件（DMD）的高精度可調(diào)諧光學(xué)濾波系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于中階梯光柵的可調(diào)諧激光器設(shè)計(jì)方案,并針對(duì)三個(gè)在通信和傳感領(lǐng)域較為重要的光譜區(qū)域應(yīng)用ZEMAX軟件對(duì)相應(yīng)的光學(xué)濾波系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文所完成的主要工作如下:1.應(yīng)用菲涅爾-基爾霍夫衍射理論對(duì)中階梯光柵的衍射特性進(jìn)行了分析和研究。分析了中階梯光柵的單槽衍射和多槽干涉因子,得到了中階梯光柵的衍射圖樣,并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)分析模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。2.對(duì)基于中階梯光柵和數(shù)字微鏡器件（DMD）的高精度可調(diào)諧光學(xué)濾波系統(tǒng)組成及其工作機(jī)理進(jìn)行了分析與研究,詳細(xì)分析了系統(tǒng)中輔助色散元件和數(shù)字微鏡器件的光學(xué)衍射特性及其對(duì)光學(xué)濾波系統(tǒng)的影響。3.提出了一種基于... 

【文章來(lái)源】：中央民族大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨中階梯光柵主截面示意圖??在實(shí)際的光路中，入射角的選擇和與衍射角的關(guān)系主要有以下三種情況：（ｌ）ａ＞０Ｂ＞ｐ，??＝＝＝－

丫，稱為離軸角。入射光線在光柵主截面內(nèi)的投影與光柵的法線的夾角為閃耀角，這種錐??形衍射稱為準(zhǔn)Ｌｉｔｔｒｏｗ條件。這種光路結(jié)構(gòu)光柵衍射效率較高且光學(xué)元件擺放方便。??圖１－２中階梯光柵三維結(jié)構(gòu)圖??１．２．２中階梯光柵的應(yīng)用研究進(jìn)展??中階梯光柵由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用在光譜儀等一些分光元件中。１９８８年美國(guó)的??黎曼公司最早使中階梯光柵光譜儀商用化。隨后Ａｎｄｏｒ公司推出Ｍｅｃｈｅｌｌｅ新型多通道??光譜儀［１６］，如圖１－３所示。入射光通過(guò)入射狹縫，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡和校正透鏡整形與準(zhǔn)直??并先后進(jìn)入雙棱鏡和中階梯光柵交叉色散（雙棱鏡作為輔助色散元件進(jìn)行橫向色散使中??階梯光柵的衍射級(jí)次不發(fā)生重疊，中階梯光柵則進(jìn)行縱向色散）形成二維譜圖后聚焦到??ＣＣＤ探測(cè)器像面上。相較于一般的凹面光柵光譜儀，中階梯光柵光譜儀的分辨率較高，??相對(duì)孔徑變大，可實(shí)現(xiàn)全波閃耀，靈敏度，精度和響應(yīng)速度都得到了很大的改善，同時(shí)??結(jié)構(gòu)擺放緊湊，便于維護(hù)和攜帶。??４??

準(zhǔn)直透鏡?梯光柵??校正透鏡（專利設(shè)計(jì)）ｋ、ｉｆｅ，／?成像探測(cè)器??Ａ／Ｖ??入射狹縫?雙梭鏡（專利設(shè)計(jì)）??圖１－３?Ｍｅｃｈｅｌｌｅ光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖??近幾年來(lái)，我國(guó)也在致力于中階梯光柵光譜儀的科學(xué)研宂，并有其新穎創(chuàng)新的地方??所在，尤其是中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研宄所。如圖１－４所示為光機(jī)所提出的一??種輕小型中階梯光柵光譜儀１｜７】，采用Ｃ－Ｔ結(jié)構(gòu)有效的平衡了各種像差，并分析了針孔、??中階梯光柵、探測(cè)器ＣＣＤ這三個(gè)影響光譜分辨率的主要因素。其分辨率可以達(dá)到〇．〇３８ｎｍ，??并充分體現(xiàn)了其輕小型和便攜的優(yōu)勢(shì)。??柱面鏡??Ｓｆｌ??圖１－４輕小型中階梯光柵光譜儀??同時(shí)光機(jī)所也提出了一種基于數(shù)字微鏡（ＤＭＤ）的中階梯光柵光譜儀［１８】如圖１－５所??示，在光譜儀中所需要的紫外二維面陣ＣＣＤ探測(cè)器要具有制冷功能才可能應(yīng)用在化學(xué)??５??


本文編號(hào)：3116246