【摘要】：成像光譜技術是提高信息獲取量的重要手段,他結合了傳統(tǒng)的成像技術和光譜技術,不僅能夠獲取目標的圖像信息,也能夠分析其光譜特性。紫外成像光譜儀以其在分析物體形狀和組成上的巨大優(yōu)勢而被應用于大氣探測,顏色分析,刑偵檢測以及植被和地質研究,研究成像光譜技術對推動社會發(fā)展具有重要意義。由于紫外波段能力低且易損耗,為了提高像面接收到的能量,部分紫外成像光譜儀采用凹面光柵同時完成光線的色散和聚焦成像,但凹面光柵的制備困難且不易檢測,很難得到推廣。本文以平面衍射光柵作為色散元件,運用新的像差理論,研究成像光譜儀系統(tǒng)分類、結構組成。本文分析了傳統(tǒng)的平面衍射光柵色散型成像光譜儀,其特點是成像光譜儀望遠物鏡將被測目標成像于狹縫處,為一次成像,再由光譜儀光學系統(tǒng)成像于探測器處,為二次成像。狹縫為這兩個過程的分界點,因此在成像光譜儀的設計過程中,望遠物鏡和光譜儀是分開的。從像差理論的角度看,傳統(tǒng)成像光譜儀狹縫前后的系統(tǒng)獨立設計,兩部分像差分開校正,因此狹縫處不存在像差。平面衍射光柵作為光譜儀的光學元件,雖然其自身不引入像散和彗差,但由于存在這些像差傳遞,光柵也參與像差校正,導致成像光譜儀的設計變得復雜。本文基于平面衍射光柵自身不引入像散和彗差的特性提出了一種以光柵為分界的成像光譜儀設計方法,平面衍射光柵不參與像差校正,這樣可以簡化像差計算過程。新型成像光譜儀由望遠鏡和成像系統(tǒng)組成,望遠鏡采用雙拋物面結構,聚焦光學系統(tǒng)采用同心離軸雙反射系統(tǒng)結構。除光柵外,整個系統(tǒng)只采用四片光學元件,光能利用率較高,且聚焦光學系統(tǒng)只使用球面鏡,便于加工和裝調。設計以光柵為分界的紫外成像光譜儀,其光學系統(tǒng)采用8mm×0.4mm寬的狹縫,工作波段120~180nm,光譜分辨率為1.3nm,MTF在35lp/mm處大于0.3,同時利用Monte-Carlo方法對其進行了公差分析。最后對紫外成像光譜儀樣機進行波長定標、輻射定標實驗以及完成光譜分辨率和成像分辨率測試。成像光譜儀光譜分辨率為0.98nm,空間分辨率為14.71g/mm,波長定標不確定度小于0.407nm,輻射定標不確定度小于±7.5%。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 于常青,劉杰,李家澤;光學多通道分析儀的分辨率分析[J];光學技術;2001年02期

2 左保軍,張愛紅;成像光譜儀的光學系統(tǒng)設計[J];光學技術;2002年02期

本文編號：2795961