光譜儀作為一種精密的光學(xué)儀器,由于其所具有的高精度、寬探測(cè)范圍、高靈敏度以及高可靠性等優(yōu)勢(shì),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、環(huán)境污染、食品安全、科學(xué)研究等各種行業(yè)和研究領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。MEMS微鏡是一種體積很小的可調(diào)節(jié)反射鏡,是微型光學(xué)系統(tǒng)的重要器件之一,其能夠有效解決傳統(tǒng)光譜儀成本高、體積大、不便攜、不夠大眾化等缺點(diǎn)。本論文利用了MEMS微鏡的體積小以及成本低等特點(diǎn),研究和設(shè)計(jì)了一種基于MEMS微鏡的微型光譜系統(tǒng)。首先,通過(guò)對(duì)多種不同的光路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研究成果的調(diào)研,考慮了本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)的研究需求點(diǎn)及應(yīng)用價(jià)值,最終確定本次設(shè)計(jì)采用基于MEMS微鏡的利特羅光路設(shè)計(jì)。其次,分析MEMS微鏡、閃耀光柵、探測(cè)器等相關(guān)器件的工作原理,確定了主要光學(xué)器件的參數(shù)。第三,根據(jù)計(jì)算確定的光學(xué)器件參數(shù),對(duì)比多家公司及廠家的器件,按所需要求選取合適的產(chǎn)品,進(jìn)行訂購(gòu)和尋求技術(shù)支持。第四,進(jìn)行軟件仿真,在光學(xué)仿真軟件上畫(huà)出系統(tǒng)主要光路圖,確定系統(tǒng)可行性。第五,著重進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際搭建,主要進(jìn)行光路實(shí)際搭建中的分析討論,對(duì)MEMS驅(qū)動(dòng)電路及其反向器電路、探測(cè)器供電電路等進(jìn)行焊接及調(diào)試,確定光學(xué)系統(tǒng)的中心點(diǎn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 本文的研究背景及研究意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 光譜儀及其微型化的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.3 MEMS掃描微鏡及光柵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
        1.3.1MEMS掃描微鏡的現(xiàn)狀及趨勢(shì)
        1.3.2 光柵技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)
    1.4 本文的主要工作及論文組織結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
2 基于MEMS光學(xué)微鏡的光譜儀理論研究
    2.1 MEMS微鏡簡(jiǎn)介
    2.2 光譜技術(shù)概述
    2.3 光柵簡(jiǎn)介
    2.4 常用的光譜儀的光路結(jié)構(gòu)模型
        2.4.1 邁克爾遜干涉儀光路
        2.4.2 改進(jìn)的邁克爾遜光路
        2.4.3 利特羅式光路
    2.5 本章小結(jié)
3 需求分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 光學(xué)系統(tǒng)需求分析
        3.1.1 應(yīng)用價(jià)值和特點(diǎn)
        3.1.2 可行性分析
    3.2 光學(xué)系統(tǒng)功能總體設(shè)計(jì)
    3.3 光學(xué)系統(tǒng)主要光路設(shè)計(jì)
    3.4 光學(xué)系統(tǒng)中光源部分的器件選擇
    3.5 光學(xué)系統(tǒng)中MEMS微鏡的選擇
        3.5.1 MEMS微鏡的結(jié)構(gòu)與工作原理
        3.5.2 MEMS微鏡的光學(xué)性質(zhì)
    3.6 閃耀光柵的選擇
    3.7 探測(cè)器的選擇
    3.8 本章小結(jié)
4 光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    4.1 光學(xué)系統(tǒng)主要光路的軟件仿真
    4.2 MEMS驅(qū)動(dòng)電路及反向器的實(shí)現(xiàn)
    4.3 光學(xué)系統(tǒng)搭建中心點(diǎn)位置分析
        4.3.1 凹面鏡的中心點(diǎn)位置分析
        4.3.2 閃耀光柵的中心點(diǎn)位置分析
        4.3.3 探測(cè)器的中心點(diǎn)位置分析
    4.4 光學(xué)系統(tǒng)搭建的光路調(diào)節(jié)
        4.4.1 主要及次要光路調(diào)整
        4.4.2 外接設(shè)備調(diào)整
        4.4.3 整體微調(diào)
    4.5 本章小結(jié)
5 光學(xué)系統(tǒng)測(cè)試與分析
    5.1 測(cè)試儀器DS 5022M簡(jiǎn)介
    5.2 測(cè)試軟件UltraScope及其基本配置
    5.3 系統(tǒng)測(cè)量及分析
        5.3.1 紅光下不同電壓間對(duì)比
        5.3.2 紫光下不同電壓間對(duì)比
        5.3.3 二種光源同一電壓下對(duì)比
    5.4 系統(tǒng)性能分析
    5.5 系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    1.系統(tǒng)整體圖
    2.部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表
致謝



本文編號(hào)：3831004