本文關(guān)鍵詞：光柵—平面鏡型可調(diào)式空間外差光譜技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 空間外差光譜技術(shù) 寬波段 傅里葉變換 干涉 光柵色散

【摘要】：空間外差光譜技術(shù)是一種新型干涉式光譜分析技術(shù),集光柵色散技術(shù)與傅里葉變換技術(shù)于一體,具有高光譜分辨率、高光通量、高信噪比、結(jié)構(gòu)緊湊多變等特點(diǎn),在星際微弱目標(biāo)探測、大氣微量成分遙感探測等領(lǐng)域具有重要作用�？臻g外差光譜儀器的探測光譜范圍是由探測器所能探測的最高空間頻率限制的,一般典型的空間外差光譜儀測量范圍小于10nm,這極大地制約了儀器的探測能力和應(yīng)用范圍。因此,開展寬譜段空間外差光譜儀的研制成為此領(lǐng)域的熱點(diǎn)。一般拓寬空間外差光譜儀測量波段的方法對所用的光柵要求較高(中階梯光柵或?qū)ΨQ閃耀光柵),另外,使用中階梯光柵時(shí)衍射級次的分離及選取復(fù)雜,譜圖還原算法難度較大。鑒于此,本文提出一種光柵-平面鏡型可調(diào)式空間外差光譜儀,通過旋轉(zhuǎn)切換光柵偏轉(zhuǎn)角來選取波段以展寬測量范圍,對平面鏡施加微小俯仰角以保證譜圖還原的單值性。該儀器結(jié)構(gòu)簡單,光柵制作難度低,譜圖還原算法易于實(shí)現(xiàn),將是一種新型寬譜段空間外差光譜儀。主要研究工作如下:第一,提出一種光柵-平面鏡結(jié)構(gòu)的可調(diào)式空間外差光譜儀系統(tǒng)。將傳統(tǒng)的雙平面光柵式空間外差光譜儀中一塊光柵換成平面鏡,讓另一塊光柵可旋轉(zhuǎn),組成一個(gè)可調(diào)式系統(tǒng),通過旋轉(zhuǎn)光柵偏轉(zhuǎn)角以切換測量波段從而實(shí)現(xiàn)波段展寬。對平面鏡施加一個(gè)小的俯仰角清除傅里葉變換后的譜圖不確定性,保證譜圖還原的單值性。第二,根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求,對光柵-平面鏡結(jié)構(gòu)的空間外差光譜儀進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。空間外差光譜儀性能參數(shù)主要包括光譜分辨率、光譜范圍等,這些性能取決于光柵、探測器等結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取,通過合理選取各測量波段和各核心器件參數(shù),滿足設(shè)計(jì)總體要求。第三,對所設(shè)計(jì)的光柵-平面鏡型可調(diào)空間外差光譜儀進(jìn)行仿真和裝調(diào)誤差分析。對系統(tǒng)Zemax建模,從理論上驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性;對譜圖還原時(shí)對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行修正并分析準(zhǔn)直系統(tǒng)、干涉系統(tǒng)可能存在的裝調(diào)誤差對儀器性能的影響。第四,按系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)搭建原理樣機(jī)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)室光學(xué)平臺(tái)上完成原理樣機(jī),并選擇不同波長的光源進(jìn)行試驗(yàn),測試儀器的性能。對所得干涉圖進(jìn)行傅里葉變換后復(fù)原入射光譜,對所得結(jié)果進(jìn)行研究、討論,并對發(fā)現(xiàn)的問題提出改進(jìn)方案。
【關(guān)鍵詞】：空間外差光譜技術(shù) 寬波段 傅里葉變換 干涉 光柵色散
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 課題研究背景及意義12-14
• 1.2 空間外差光譜儀的研究現(xiàn)狀14-23
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀15-20
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀20-23
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排23-26
• 1.3.1 論文的主要內(nèi)容23-24
• 1.3.2 論文的結(jié)構(gòu)安排24-26
• 第2章 空間外差光譜技術(shù)理論基礎(chǔ)26-36
• 2.1 空間外差光譜儀原理26-28
• 2.2 展寬空間外差光譜儀測量波段原理28-34
• 2.2.1 全反可調(diào)式空間外差光譜儀29-31
• 2.2.2 中階梯光柵式空間外差光譜儀31-33
• 2.2.3 光柵-平面鏡型可調(diào)式空間外差光譜儀33-34
• 2.3 各展寬測量波段方式比較34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-48
• 3.1 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)36
• 3.2 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀性能參數(shù)36-39
• 3.2.1 光譜分辨率36-37
• 3.2.2 測量光譜范圍37-38
• 3.2.3 信噪比38
• 3.2.4 視場38-39
• 3.3 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)與元件選取39-47
• 3.3.1 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-42
• 3.3.2 關(guān)鍵元件選取42-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀誤差分析與仿真48-60
• 4.1 空間外差光譜儀原理修正48-49
• 4.2 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀誤差分析49-55
• 4.2.1 準(zhǔn)直系統(tǒng)誤差49-52
• 4.2.2 干涉系統(tǒng)誤差52-55
• 4.3 光柵-平面鏡型空間外差光譜儀ZEMAX仿真55-58
• 4.3.1 系統(tǒng)ZEMAX建模55-57
• 4.3.2 系統(tǒng)ZEMAX仿真模擬57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第5章 實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果60-68
• 5.1 原理樣機(jī)搭建與測試60-62
• 5.2 干涉圖數(shù)據(jù)處理62-66
• 5.3 結(jié)果討論66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第6章 總結(jié)與展望68-71
• 6.1 論文工作總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況77-78
• 指導(dǎo)教師及作者簡介78-79
• 致謝79-80

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方明月;段永遠(yuǎn);諶夏;彭姝慧;蒲利春;;非線性光柵器件[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

2 王聰;張軍偉;杜麗;周海;;光柵拼接技術(shù)研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2011年08期

3 盧中堯;;用可控光學(xué)透明光柵記錄全息檔案信息[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1984年02期

4 李德輝;;一種不用透鏡的簡單光柵結(jié)構(gòu)[J];計(jì)量技術(shù);1981年08期

5 楊敬曾;;圓盤徑向輻射光柵的簡易調(diào)整方法[J];航空工藝技術(shù);1985年10期

6 潘星辰,莊松林;用總極值方法進(jìn)行零位光柵結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計(jì)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);1988年01期

7 趙鷺明,王立軍;光柵制備工藝的新進(jìn)展[J];光學(xué)技術(shù);2001年05期

8 安飛;苑偉政;喬大勇;;微型可編程光柵實(shí)現(xiàn)光譜模擬的方法研究[J];光學(xué)儀器;2007年02期

9 焦焱;劉林華;;結(jié)構(gòu)異化對二重光柵輻射特性影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2014年02期

10 張玉濤;宣益民;;金屬/介質(zhì)/金屬光柵結(jié)構(gòu)強(qiáng)化吸收特性[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2014年02期

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1 劉恒彪;王占山;;納米光柵結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)研制[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

2 耿康;陳新榮;吳建宏;;用衍射效率的光譜分布判斷多層介質(zhì)膜光柵掩膜形貌[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

3 白昱;金玉;劉岳峰;馮晶;孫洪波;;光柵微結(jié)構(gòu)提高有機(jī)電致發(fā)光器件光取出效率的研究[A];全國第15次光纖通信暨第16屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

4 李術(shù)新;梁東;邢岐榮;徐世祥;郎利影;田震;柴路;王清月;;零級深度金屬光柵對太赫茲波透過特性的理論研究[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

5 曹召良;盧振武;李鳳有;孫強(qiáng);;亞波長周期結(jié)構(gòu)光柵的制作工藝和理論關(guān)系研究[A];2002年中國光學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

6 成希革;黃吉發(fā);尹振宇;李雪玲;;內(nèi)置多葉光柵集成[A];第八屆全國醫(yī)用加速器學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

7 楊德興;王海濱;趙建林;張鵬;郭夏銳;;層狀多重體全息光柵的研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

8 周常河;;低密度光柵的飛秒信息處理技術(shù)[A];2006年全國強(qiáng)場激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

9 閔長俊;焦小瑾;王沛;明海;;表面有凹槽的亞波長金屬光柵結(jié)構(gòu)中光的透射現(xiàn)象的研究[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

10 賴建軍;梁華鋒;王彬;翟小鋒;;基于金屬/介質(zhì)/金屬光柵的窄帶紅外發(fā)射/吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

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1 通訊員　 周曄 記者　 李雪林;0.1秒干完10分鐘的活[N];文匯報(bào);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡文亮;基于復(fù)合正交雙頻光柵的傅里葉變換輪廓術(shù)[D];北京交通大學(xué);2008年

2 陳偉;大口徑陣列光柵拼接誤差控制技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 王麗;液晶電控光柵研究[D];電子科技大學(xué);2006年

4 唐怡超;超結(jié)構(gòu)波導(dǎo)光柵設(shè)計(jì)與制備[D];華中科技大學(xué);2011年

5 王勇;波導(dǎo)光柵耦合器設(shè)計(jì)及其光全息聚合制作的初步研究[D];山東大學(xué);2007年

6 耿康;多層介質(zhì)膜光柵掩膜形貌特性的研究[D];蘇州大學(xué);2004年

7 孫朋;用于可見光偏振成像的亞波長金屬偏振光柵的研究[D];蘇州大學(xué);2011年

8 夏丁福;激光干涉光刻制備納米尺度光柵[D];南京大學(xué);2012年

9 于克東;基于表面電磁波激發(fā)的表面光柵熱輻射技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

10 邵士茜;硅基集成光柵耦合器及其偏振無關(guān)特性研究[D];華中科技大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：1118993