本文關(guān)鍵詞：基于偏振干涉成像光譜儀的視場(chǎng)增強(qiáng)和相位熱漂移補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)的研究　出處：《光譜學(xué)與光譜分析》2016年11期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 干涉成像光譜 傅里葉變換光譜學(xué) 多普勒光譜學(xué) 天文光梳 視場(chǎng)展寬 相位熱漂移補(bǔ)償

【摘要】：偏振干涉成像光譜技術(shù)以傅里葉變換光譜學(xué)為理論基礎(chǔ),以一系列起偏/檢騙器、剪切分束器和延時(shí)晶體等雙折射晶體材料為主要結(jié)構(gòu),較之傳統(tǒng)光柵式色散型光譜儀具有多通道、圖譜合一、大光通量、高信噪比和抗環(huán)境振動(dòng)干擾等一系列優(yōu)點(diǎn),并且結(jié)合多普勒光譜學(xué)相關(guān)原理和技術(shù),已被廣泛應(yīng)用在各種天文學(xué)和天體物理學(xué)測(cè)試與計(jì)量領(lǐng)域如空間遙感、視向速度、宇航飛行、月球探測(cè)等。但是許多前人研究工作中仍然存在兩個(gè)尚未妥善解決的問(wèn)題:(1)視場(chǎng)受限。普通型偏振干涉成像光譜儀存在遠(yuǎn)場(chǎng)條紋的彎曲而使系統(tǒng)視場(chǎng)角限制在±2°以內(nèi),嚴(yán)重影響傅里葉變換后的光譜重構(gòu)精度;(2)相位熱漂移。晶體的熱脹冷縮和雙折射率之差隨溫度變化的特性導(dǎo)致像面干涉條紋發(fā)生隨機(jī)抖動(dòng)誤差,將嚴(yán)重影響以多普勒頻移為原理的視向速度等測(cè)量精度。因此,首先引入一塊半波片構(gòu)成增強(qiáng)型的Savart剪切分束器實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的視場(chǎng)展寬,可以使增強(qiáng)后的觀察視場(chǎng)角達(dá)到±10°左右。這一改進(jìn)不僅提高了傅里葉光譜變換的算法精度,同時(shí)也大幅增加光通量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微光光譜進(jìn)行高信噪比的探測(cè)與標(biāo)定。另外,為了消除環(huán)境溫度造成的相位熱漂移誤差,選用偏硼酸鋇(α-BBO)和鈮酸鋰(LiNbO3)兩種晶體進(jìn)行精密組合匹配。該關(guān)鍵技術(shù)利用這兩種晶體的雙折射率之差隨溫度變化的相反特性,從而實(shí)現(xiàn)相位熱漂移誤差補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)證明,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度下熱相位漂移誤差不超過(guò)0.02rad。通過(guò)這些方案改善偏振干涉成像光譜儀的測(cè)試精度,擬實(shí)現(xiàn)對(duì)天文光梳以及其他大型天文光譜儀器快速而精確的標(biāo)定與測(cè)試。
[Abstract]:Polarization interference imaging spectroscopy is based on Fourier transform spectroscopy and is composed of a series of birefringent crystal materials such as polarizer / detector shearing beam splitter and delay crystal. Compared with the traditional grating dispersive spectrometer, it has a series of advantages, such as multi-channel, unifying spectrum, large luminous flux, high signal-to-noise ratio (SNR) and anti-environment vibration interference, and combined with the related principles and techniques of Doppler spectroscopy. It has been widely used in various fields of astronomy and astrophysics testing and metrology, such as space remote sensing, apparent velocity, aerospace flight. Lunar exploration, etc. But there are still two unsolved problems in many previous research work: 1). The field of view is limited. The conventional polarization interference imaging spectrometer has the bending of far field fringes, which limits the angle of view of the system to 鹵2 擄. The spectral reconstruction accuracy after Fourier transform is seriously affected. (2) Phase thermal drift. The difference between thermal expansion, cold contraction and birefringence varies with temperature, which results in random jitter error of image plane interference fringes. The measurement accuracy such as apparent velocity based on Doppler frequency shift will be seriously affected. Therefore, an enhanced Savart shearing beam splitter composed of a half-wave plate is introduced to realize active field broadening. The enhanced field of view angle can reach 鹵10 擄, which not only improves the accuracy of Fourier transform algorithm. At the same time, the luminous flux is greatly increased to achieve the detection and calibration of high signal-to-noise ratio (SNR) of the LLL spectrum. In addition, in order to eliminate the phase thermal drift error caused by ambient temperature. Barium metaborate (偽 -BBO3) and lithium niobate LiNbO3 (LiNbO3) crystals are selected for precise combination matching. This key technique utilizes the opposite characteristics of the difference between the birefringence of the two crystals with temperature. The experimental results show that the thermal phase drift error is not more than 0.02 rad. the precision of polarization interferometry spectrometer is improved by these schemes. The calibration and measurement of astronomical light comb and other large astronomical spectrometers are proposed.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)南京天文光學(xué)技術(shù)研究所;中國(guó)科學(xué)院天文光學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院;
【基金】：中國(guó)科學(xué)院天文光學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題基金項(xiàng)目(CAS-KLAOT-KF201402)資助
【分類號(hào)】：O433;TH744.1
【正文快照】： 引言干涉成像光譜技術(shù)基于光譜線型函數(shù)和干涉圖相干度函數(shù)的傅里葉變換對(duì)關(guān)系[1]。干涉成像式光譜儀不僅較之色散型光譜儀具有多通道優(yōu)點(diǎn)、高信噪比的優(yōu)點(diǎn)(Jacquinot優(yōu)點(diǎn)),同時(shí)其還具有原理簡(jiǎn)單、體積小、光譜測(cè)量實(shí)時(shí)性好、光譜線性度高、光譜范圍寬、分辨率高和抗震性能好

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張淳民,相里斌,趙葆常,劉良云;干涉成像光譜儀技術(shù)的新發(fā)展[J];光學(xué)技術(shù);2000年03期

2 張文喜;相里斌;袁艷;陶然;杜述松;陳曦;蘇麗娟;;高速轉(zhuǎn)鏡干涉成像光譜儀[J];光子學(xué)報(bào);2006年08期

3 阮萍;楊建峰;趙葆常;;干涉成像光譜儀的通量特性分析[J];光子學(xué)報(bào);2007年02期

4 簡(jiǎn)小華;張淳民;祝寶輝;趙葆常;杜娟;;利用偏振干涉成像光譜儀進(jìn)行偏振探測(cè)的新方法[J];物理學(xué)報(bào);2008年12期

5 趙慧潔;賈國(guó)瑞;;姿態(tài)傾斜對(duì)時(shí)-空聯(lián)合調(diào)制型干涉成像光譜儀成像質(zhì)量的影響[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

6 簡(jiǎn)小華;張淳民;趙葆常;張霖;朱蘭艷;;利用偏振干涉成像光譜儀進(jìn)行偏振檢測(cè)的最佳角度分析[J];物理學(xué)報(bào);2009年04期

7 趙葆常;楊建峰;薛彬;喬衛(wèi)東;邱躍洪;;嫦娥一號(hào)干涉成像光譜儀的定標(biāo)[J];光子學(xué)報(bào);2010年05期

8 張淳民;灻偉健;趙葆常;;新型偏振干涉成像光譜儀噪聲分析與評(píng)價(jià)[J];物理學(xué)報(bào);2010年08期

9 曹瑋亮;廖寧放;崔德琪;譚博能;;推掃型干涉成像光譜儀去除條帶非均勻性的方法[J];光子學(xué)報(bào);2011年04期

10 白鑫;張淳民;景春元;關(guān)小偉;曹芬;李艷娜;謝林利;;干涉成像光譜儀光通量的計(jì)算與分析[J];物理學(xué)報(bào);2011年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 曹奇志;張淳民;任文藝;吳海英;;提高偏振干涉成像光譜儀圖像質(zhì)量的研究[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

2 穆廷魁;張淳民;;利用偏振干涉成像光譜儀進(jìn)行偏振探測(cè)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

3 荀毓龍;鄭小兵;吳浩宇;;干涉成像光譜儀的響應(yīng)定標(biāo)問(wèn)題[A];第十一屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2006年

4 張江;凌宗成;;基于嫦娥一號(hào)干涉成像光譜儀數(shù)據(jù)的月球光度模型[A];第十屆全國(guó)月球科學(xué)與比較行星學(xué)隕石學(xué)與天體化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2012年

5 阮萍;楊建峰;趙葆常;;干涉成像光譜儀的通量特性分析[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

6 杜述松;王詠梅;付利平;呂建工;杜國(guó)軍;王永松;王英鑒;;干涉成像光譜儀的研究[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十九次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2006年

7 ;利用偏振干涉成像光譜儀探測(cè)偏振信息[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

8 曹瑋亮;廖寧放;崔德祺;譚博能;;推掃型干涉成像光譜儀去除條帶非均勻性的方法研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

9 孟鑫;李建欣;朱日宏;姚良濤;周偉;;像面干涉成像光譜儀光譜復(fù)原方法研究[A];第十四屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2012年

10 白鑫;張淳民;謝林利;;干涉成像光譜儀光通量的分析與計(jì)算[A];2010年西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張江;嫦娥一號(hào)干涉成像光譜儀數(shù)據(jù)處理和Aristarchus地區(qū)著陸點(diǎn)選擇[D];山東大學(xué);2011年

2 薛彬;CE-1干涉成像光譜儀信息處理及應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 許家榕;高光譜干涉成像光譜儀的研究[D];南京理工大學(xué);2008年

2 蘇星;干涉成像光譜儀定標(biāo)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所;2001年

3 陶然;干涉成像光譜儀調(diào)制度理論研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2006年

4 毛雅亞;一種新型偏振干涉成像光譜儀的研究[D];北京交通大學(xué);2009年

5 王志平;干涉成像光譜儀光譜應(yīng)用技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2007年

6 張冬青;偏振干涉成像光譜儀中偏振干涉儀的性能分析及器件優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];曲阜師范大學(xué);2002年

7 李湘眷;CE-1干涉成像光譜儀數(shù)據(jù)信息提取技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2009年

8 李湘濱;大孔徑靜態(tài)干涉成像光譜儀圖像校正技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2004年

9 高瑩瑩;大孔徑靜態(tài)干涉成像光譜儀（LASIS）圖像配準(zhǔn)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2007年

，

本文編號(hào)：1396791