光譜儀作為一種精密的光學儀器,由于其所具有的高精度、寬探測范圍、高靈敏度以及高可靠性等優(yōu)勢,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、環(huán)境污染、食品安全、科學研究等各種行業(yè)和研究領(lǐng)域都有極其廣泛的應用。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。本論文利用了MEMS微鏡的體積小以及成本低等特點,研究和設計了一種基于MEMS微鏡的微型光譜系統(tǒng)。首先,通過對多種不同的光路系統(tǒng)的設計及研究成果的調(diào)研,考慮了本次設計主要針對的研究需求點及應用價值,最終確定本次設計采用基于MEMS微鏡的利特羅光路設計。其次,分析MEMS微鏡、閃耀光柵、探測器等相關(guān)器件的工作原理,確定了主要光學器件的參數(shù)。第三,根據(jù)計算確定的光學器件參數(shù),對比多家公司及廠家的器件,按所需要求選取合適的產(chǎn)品,進行訂購和尋求技術(shù)支持。第四,進行軟件仿真,在光學仿真軟件上畫出系統(tǒng)主要光路圖,確定系統(tǒng)可行性。第五,著重進行光學系統(tǒng)的實際搭建,主要進行光路實際搭建中的分析討論,對MEMS驅(qū)動電路及其反向器電路、探測器供電電路等進行焊接及調(diào)試,確定光學系統(tǒng)的中心點...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：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
        1.3.1MEMS掃描微鏡的現(xiàn)狀及趨勢
        1.3.2 光柵技術(shù)的發(fā)展及趨勢
    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光學微鏡的光譜儀理論研究
    2.1 MEMS微鏡簡介
    2.2 光譜技術(shù)概述
    2.3 光柵簡介
    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)設計
    3.1 光學系統(tǒng)需求分析
        3.1.1 應用價值和特點
        3.1.2 可行性分析
    3.2 光學系統(tǒng)功能總體設計
    3.3 光學系統(tǒng)主要光路設計
    3.4 光學系統(tǒng)中光源部分的器件選擇
    3.5 光學系統(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微鏡的光學性質(zhì)
    3.6 閃耀光柵的選擇
    3.7 探測器的選擇
    3.8 本章小結(jié)
4 光學系統(tǒng)的實現(xiàn)
    4.1 光學系統(tǒng)主要光路的軟件仿真
    4.2 MEMS驅(qū)動電路及反向器的實現(xiàn)
    4.3 光學系統(tǒng)搭建中心點位置分析
        4.3.1 凹面鏡的中心點位置分析
        4.3.2 閃耀光柵的中心點位置分析
        4.3.3 探測器的中心點位置分析
    4.4 光學系統(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 外接設備調(diào)整
        4.4.3 整體微調(diào)
    4.5 本章小結(jié)
5 光學系統(tǒng)測試與分析
    5.1 測試儀器DS 5022M簡介
    5.2 測試軟件UltraScope及其基本配置
    5.3 系統(tǒng)測量及分析
        5.3.1 紅光下不同電壓間對比
        5.3.2 紫光下不同電壓間對比
        5.3.3 二種光源同一電壓下對比
    5.4 系統(tǒng)性能分析
    5.5 系統(tǒng)應用實驗
    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
附錄
    1.系統(tǒng)整體圖
    2.部分實驗數(shù)據(jù)表
致謝



本文編號：3831004