本文關(guān)鍵詞：光譜儀光源雙光束準(zhǔn)直的自由曲面透鏡

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【摘要】：為了使光譜儀在分辨率基本不變的同時(shí)增寬工作光譜范圍,利用非成像原理設(shè)計(jì)了自由曲面透鏡,將光源發(fā)出的寬工作譜段的光束準(zhǔn)直為兩束波長(zhǎng)不同、方向不同的平行光,實(shí)現(xiàn)探測(cè)器上光譜的折疊分布.首先,根據(jù)兩束入射光線經(jīng)自由曲面折射前、后的矢量關(guān)系,建立自由曲面上點(diǎn)坐標(biāo)的一階偏微分方程組;然后,采用Runge-Kutta法對(duì)偏微分方程組進(jìn)行數(shù)值差分求解,得到自由曲面離散采樣點(diǎn),進(jìn)而構(gòu)建得到自由曲面透鏡,將自有曲面透鏡導(dǎo)入ZEMAX軟件中對(duì)光源的雙光束準(zhǔn)直進(jìn)行模擬,在Tracepro軟件中進(jìn)行光線追跡分析其照度分布;最后,將自由曲面透鏡應(yīng)用于近紅外光譜儀中,將波段為800~2 400 nm的光源準(zhǔn)直為兩束波長(zhǎng)分別為800~1 600 nm和1600~2 400 nm的方向不同的平行光束,經(jīng)單個(gè)光柵色散后由成像透鏡組成像在探測(cè)器表面,形成兩組相互平行且首尾相連的折疊光譜,光譜儀的分辨率優(yōu)于10 nm.結(jié)果表明,采用該自由曲面透鏡可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)光譜儀的高分辨率和寬工作光譜范圍,且使光譜儀的結(jié)構(gòu)更加緊湊.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所;中國(guó)刑事警察學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 近紅外光譜儀 自由曲面 雙光束準(zhǔn)直 偏微分方程組 Runge-Kutta法
【分類號(hào)】：TN202;;TN21
【正文快照】： 近紅外光譜區(qū)主要記錄了含氫基團(tuán)(如C-H、N-H、OH鍵等)振動(dòng)的合頻與倍頻吸收等信息,通過分析物質(zhì)的近紅外光譜,可以獲得豐富的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成信息.隨著化學(xué)計(jì)量學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,近紅外光譜儀的應(yīng)用已經(jīng)從農(nóng)業(yè)快速擴(kuò)展到醫(yī)藥、石油化工、紡織業(yè)和國(guó)防等領(lǐng)域,成為質(zhì)量控制

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本文編號(hào)：1089789