本文關(guān)鍵詞：短波紅外干涉光譜成像光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：成像光譜技術(shù)是成像技術(shù)與光譜技術(shù)的有機結(jié)合，可以獲取目標(biāo)的二維空間信息和一維光譜信息，因此成為當(dāng)今可見光以及紅外遙感探測領(lǐng)域的前沿科學(xué)。隨著空間遙感技術(shù)的發(fā)展，要求成像光譜儀向?qū)捁庾V、大口徑、高通量及高穩(wěn)定等方向發(fā)展，因此對光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求。 本文研究了0.9~2.5m m寬波段的短波紅外干涉成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與分析問題。首先介紹了短波紅外干涉光譜成像技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；然后根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)要求，分別對前置鏡、干涉儀、準(zhǔn)直鏡以及成像鏡進行了優(yōu)化設(shè)計。 根據(jù)前置鏡長焦距、寬譜段和小視場的特點，進行了設(shè)計方案討論；采用非球面R-C折反系統(tǒng)作為優(yōu)化方案，選用不同的主鏡焦比值F/2，F(xiàn)/1.5，F(xiàn)/1.2進行了優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計結(jié)果表明主鏡焦比小的系統(tǒng)可以有效地縮短系統(tǒng)長度，為進一步提高系統(tǒng)分辨率提供設(shè)計基礎(chǔ)，但同時設(shè)計難度增加。 在干涉儀的設(shè)計中，為了盡量減小系統(tǒng)體積，提高穩(wěn)定性，實現(xiàn)實體Sagnac干涉儀的設(shè)計，分析了望遠鏡倍率變化引起的干涉儀尺寸變化情況，即干涉儀的尺寸優(yōu)化設(shè)計問題；根據(jù)優(yōu)化分析結(jié)果，兼顧望遠鏡倍率提高帶來的準(zhǔn)直鏡設(shè)計難度問題，選取了較為合適望遠鏡倍率，實現(xiàn)了實體Sagnac干涉儀的設(shè)計，減小了系統(tǒng)的體積和重量。 在此基礎(chǔ)上，進行了準(zhǔn)直鏡以及成像鏡的優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計中重點討論了短波紅外的材料特性與消色差的材料選配問題。接著，將系統(tǒng)各部分組合，并進行優(yōu)化和分析，最終得到的整體光學(xué)系統(tǒng)，具有體積小、穩(wěn)定性高和高像質(zhì)、高通量等優(yōu)點。 在光學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)上，介紹了雜光分析的重要意義及常用抑制措施，并對前置鏡進行了雜散光分析，設(shè)計了遮光罩及擋光環(huán)等消雜光結(jié)構(gòu)，通過軟件仿真和測試，表明采取的抑制措施將雜光控制在允許范圍內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：短波紅外 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 干涉成像光譜技術(shù) R-C折反系統(tǒng) 消色差 Sagnac干涉儀 雜散光分析
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 成像光譜技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 短波紅外成像光譜技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)分析與前置鏡的設(shè)計14-29
• 2.1 光學(xué)系統(tǒng)性能指標(biāo)的分析與計算14-15
• 2.2 前置鏡的參數(shù)分析與方案選擇15-18
• 2.3 前置鏡的設(shè)計分析與優(yōu)化設(shè)計18-27
• 2.3.1 折反系統(tǒng)的設(shè)計分析18-19
• 2.3.2 R-C 系統(tǒng)的初始參數(shù)分析與計算19-21
• 2.3.3 校正鏡組的優(yōu)化設(shè)計21-22
• 2.3.4 像方遠心優(yōu)化設(shè)計22-27
• 2.4 優(yōu)化設(shè)計結(jié)果的對比與分析27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 Sagnac 干涉儀的優(yōu)化設(shè)計與分析29-39
• 3.1 幾類常用干涉儀的簡單介紹29-30
• 3.2 Sagnac 干涉儀的選擇30-31
• 3.3 實體 Sagnac 干涉儀的剪切量與錯位量的計算31
• 3.4 實體 Sagnac 干涉儀的尺寸優(yōu)化設(shè)計31-35
• 3.4.1 Sagnac 干涉儀尺寸優(yōu)化設(shè)計的意義31-32
• 3.4.2 實體 Sagnac 干涉儀的尺寸優(yōu)化設(shè)計32-35
• 3.5 本文所用干涉儀的優(yōu)化設(shè)計35-38
• 3.5.1 Sagnac 干涉儀的優(yōu)化計算35-38
• 3.5.2 Sagnac 干涉儀的優(yōu)化設(shè)計38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 準(zhǔn)直鏡和成像鏡的優(yōu)化設(shè)計39-56
• 4.1 準(zhǔn)直鏡的光學(xué)設(shè)計39-47
• 4.1.1 準(zhǔn)直鏡的設(shè)計參數(shù)計算39
• 4.1.2 消色差與二級光譜39-42
• 4.1.3 準(zhǔn)直鏡的材料選配與分析42-43
• 4.1.4 準(zhǔn)直鏡的結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計結(jié)果43-47
• 4.2 成像鏡的光學(xué)設(shè)計47
• 4.3 系統(tǒng)的組合與優(yōu)化設(shè)計47-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 雜散光分析56-70
• 5.1 雜散光分析的意義與常用的雜散光分析方法56-58
• 5.1.1 雜散光分析意義56-57
• 5.1.2 主要的雜散光分析方法57-58
• 5.2 雜散光抑制措施研究58-63
• 5.2.1 雜散光的主要來源與抑制措施分析58-62
• 5.2.2 常用的雜散光分析軟件和消雜光效果評價62-63
• 5.3 前置鏡系統(tǒng)的雜散光分析63-69
• 5.3.1 前置鏡的消雜光設(shè)計63-66
• 5.3.2 消雜光模型建立66-68
• 5.3.3 消雜光效果分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻72-75
• 碩士期間發(fā)表論文75-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 閆亞東;陳良益;倉玉萍;何俊華;;單星模擬器雜散光抑制分析[J];光電工程;2007年09期

2 鐘興;賈繼強;;空間相機消雜光設(shè)計及仿真[J];光學(xué)精密工程;2009年03期

3 董瑛,相里斌,趙葆常;大孔徑靜態(tài)干涉成像光譜儀的干涉系統(tǒng)分析[J];光學(xué)學(xué)報;2001年03期

4 潘君驊;大口徑紅外成像系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計[J];光學(xué)學(xué)報;2003年12期

5 白清蘭;;復(fù)消色差的短波紅外望遠物鏡設(shè)計[J];光子學(xué)報;2009年01期

6 趙葆常;楊建峰;陳立武;常凌穎;賀應(yīng)紅;薛彬;;干涉成像光譜儀中寬譜段傅氏光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光子學(xué)報;2009年03期

7 趙葆常;楊建峰;薛彬;馬小龍;常凌穎;陳立武;;實體Sagnac干涉儀的設(shè)計[J];光子學(xué)報;2009年03期

8 趙葆常;楊建峰;常凌穎;陳立武;賀應(yīng)紅;薛彬;;嫦娥一號衛(wèi)星成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與在軌評估[J];光子學(xué)報;2009年03期

9 周志良;付強;相里斌;;Sagnac干涉儀的幾何參量計算[J];光子學(xué)報;2009年03期

10 李旭陽;李英才;馬臻;易紅偉;;輕小型CCD相機光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J];光子學(xué)報;2010年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳立武;CE-1成像光譜儀工程化光學(xué)技術(shù)理論研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所）;2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 廖勝;光學(xué)系統(tǒng)雜光抑制研究[D];電子科技大學(xué);2003年

2 李婷;月基光學(xué)天文望遠鏡（LOT）的光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所）;2007年

3 強濤;巡航導(dǎo)彈紅外成像制導(dǎo)總體技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2008年

4 宮廣彪;超光譜成像儀前置成像物鏡設(shè)計[D];蘇州大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：短波紅外干涉光譜成像光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：328484