光譜儀是一種兼顧光譜學(xué)與成像技術(shù)的光學(xué)儀器,傳統(tǒng)的光譜儀器由于體積龐大,價(jià)格昂貴,不能在線(xiàn)檢測(cè)等因素,其應(yīng)用范圍受到極大制約,隨著多方向技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)應(yīng)用需求,微型化已經(jīng)成為光譜儀的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要針對(duì)基于平面光柵的Czerny-Turner光學(xué)結(jié)構(gòu)光譜儀進(jìn)行了詳細(xì)分析與闡述。高分辨率微型光譜儀的設(shè)計(jì)目的是對(duì)“平板顯示屏自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀器開(kāi)發(fā)和應(yīng)用”項(xiàng)目中的白光色散共焦測(cè)量系統(tǒng)出射光進(jìn)行光譜測(cè)量。根據(jù)白光色散共焦測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量要求,設(shè)計(jì)的微型光譜儀光譜范圍為300-800nm(包含可見(jiàn)光譜波段范圍),光譜分辨率達(dá)到1nm。論文介紹了光譜儀的核心器件光柵。分析了微型光譜儀中所常用的平面反射衍射光柵的色散原理以及光柵特性,并使用TracePro軟件進(jìn)行了光柵的詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)。分析了狹縫大小、光柵等對(duì)光譜儀分辨率的影響。在光學(xué)設(shè)計(jì)方面,結(jié)合幾何光路原理和像差校正的研究,提出了光譜儀元件參數(shù)選取的反饋優(yōu)化流程,并給出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程,對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了公差分析。最終設(shè)計(jì)出了高分辨率微型系統(tǒng),并完成了 ZEMAX仿真。在微型光譜儀樣機(jī)的研制中,綜合考慮電路設(shè)計(jì)、電機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)完成了樣機(jī)的...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 微型光譜儀的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.2 論文的研究意義與具體研究?jī)?nèi)容
        1.2.1 論文的研究意義
        1.2.2 論文研究的主要內(nèi)容
第二章 微型光譜儀的結(jié)構(gòu)及工作原理
    2.1 微型光譜儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
    2.2 光柵分析實(shí)驗(yàn)和光譜分辨率分析
        2.2.1 光柵結(jié)構(gòu)與原理
        2.2.2 光柵結(jié)構(gòu)分析
        2.2.3 光譜分辨率及其影響因素
    2.3 本章小結(jié)
第三章 高分辨率微型光譜儀的光路設(shè)計(jì)
    3.1 微型光譜儀的設(shè)計(jì)目標(biāo)
    3.2 光學(xué)系統(tǒng)的選擇
    3.3 Czerny-Turner系統(tǒng)中的像差分析與校正
        3.3.1 球差的校正
        3.3.2 慧差的校正
        3.3.3 像散的校正
        3.3.4 場(chǎng)曲的校正
    3.4 M型Czerny-Tumer光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.4.2 模擬優(yōu)化與分析
        3.4.3 系統(tǒng)公差分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 微型光譜儀實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的研制
    4.1 關(guān)鍵器件的選取
        4.1.1 狹縫的選取
        4.1.2 準(zhǔn)直鏡與聚焦鏡的選取
        4.1.3 閃耀光柵的選取
        4.1.4 探測(cè)器選取
    4.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建
        4.2.1 光譜儀中的電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    4.3 軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 微型光譜儀的光譜定標(biāo)與實(shí)驗(yàn)
    5.1 光譜定標(biāo)的內(nèi)容及方法
    5.2 光譜定標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.3 光譜分辨率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 后續(xù)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的研究成果



本文編號(hào)：3818158