本文關(guān)鍵詞：新型高分辨率激光光譜技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： VIPA 面陣光譜儀 可調(diào)諧F-P 光譜成像 超高分辨率

【摘要】：從科學(xué)研究到商業(yè)應(yīng)用,現(xiàn)代科技的快速發(fā)展使得對(duì)光譜儀分辨率的要求越來越高。但是由于受到色散元件和探測(cè)器的限制,普通光譜儀的光譜分辨率受到了制約。本文采用二維分光面陣光譜儀實(shí)現(xiàn)了高光譜分辨率測(cè)量,并在此基礎(chǔ)上提出和實(shí)驗(yàn)演示了一種新型的超高分辨率光譜測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)通過將二維分光的高分辨率面陣光譜儀和可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot, F-P)干涉儀相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)超高分辨率的光譜測(cè)量,在～17.4 nm的光譜范圍內(nèi)獲得了37.5 MHz (0.08 pm @800 nm)的超高光譜分辨率。首先,設(shè)計(jì)和搭建了一個(gè)二維面陣式光譜儀系統(tǒng)。該二維面陣式光譜儀采用帶尾纖的半導(dǎo)體激光器(Laser diode, LD)輔助搭建和定標(biāo),以虛擬成像陣列(Virtually imaginary phased array, VIPA)作為主色散元件,以光柵作為輔助色散元件,在兩個(gè)方向上進(jìn)行分光,因此可被稱為正交色散光譜儀。該系統(tǒng)在792～809.4nm的光譜范圍內(nèi)獲得了0.7 GHz (1.5 pm @800 nm)的光譜分辨率。然后,在上述正交色散光譜儀基礎(chǔ)上,搭建了一套結(jié)合了可調(diào)諧F-P掃描式干涉儀和正交色散光譜儀的高分辨率光譜儀實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在可調(diào)諧F-P掃描式干涉儀部分,以可調(diào)諧F-P作為濾波器,通過控制施加在可調(diào)諧F-P上的電壓就可以改變可調(diào)諧F-P的輸出波長(zhǎng)。同步改變施加在可調(diào)諧F-P上的電壓和記錄測(cè)量所得到的各個(gè)時(shí)刻的梳狀光譜,就可以通過整合完整地得到整幅高分辨率待測(cè)光譜。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在～17.4 nm光譜范圍內(nèi)獲得了優(yōu)于37.5MHz的超高光譜分辨率。最后,利用所構(gòu)建的光譜儀實(shí)際測(cè)量了鎖模鈦寶石激光器的激光光譜,證實(shí)其可以較為清晰地分辨其間隔為76.3MHz的各個(gè)縱模。
【關(guān)鍵詞】：VIPA 面陣光譜儀 可調(diào)諧F-P 光譜成像 超高分辨率
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 一維線陣光譜儀12-16
• 1.2.1 棱鏡光譜儀12-13
• 1.2.2 光柵光譜儀13-14
• 1.2.3 性能比較14-16
• 1.3 二維面陣光譜儀16-17
• 1.4 本論文研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 正交色散光譜儀19-33
• 2.1 正交色散光譜儀的基本工作原理和研究現(xiàn)狀19-21
• 2.1.1 正交色散光譜儀的基本原理19
• 2.1.2 基于正交色散的應(yīng)用研究19-21
• 2.2 光柵光譜儀理論21-23
• 2.2.1 光柵色散理論21-22
• 2.2.2 光譜光譜儀的光譜分辨率22-23
• 2.3 虛擬成像陣列色散理論及分辨率23-27
• 2.3.1 虛擬成像陣列的基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3.2 虛擬成像陣列的基本原理24-26
• 2.3.3 虛擬成像陣列的色散性能26-27
• 2.3.4 虛擬成像陣列的分辨本領(lǐng)27
• 2.4 正交色散光譜儀的設(shè)計(jì)27-31
• 2.4.1 正交色散光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)28
• 2.4.2 正交色散光譜儀的像散補(bǔ)償方法28-30
• 2.4.3 虛擬成像陣列與光柵的匹配30
• 2.4.4 正交色散光譜儀的光譜分布30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 正交色散二維光譜儀的研制33-43
• 3.1 正交色散二維光譜儀的研制33-36
• 3.1.1 正交色散光譜儀的硬件選擇33-35
• 3.1.2 正交色散光譜儀的CCD光強(qiáng)分布圖35-36
• 3.2 正交色散二維光譜儀的光譜標(biāo)定方法36-41
• 3.2.1 正交色散光譜儀的標(biāo)定方法36-39
• 3.2.2 正交色散光譜儀的光譜標(biāo)定和噪聲處理39-41
• 3.3 正交色散光譜儀的性能指標(biāo)41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第4章 超高分辨光譜儀系統(tǒng)43-57
• 4.1 可調(diào)諧F-P掃描干涉儀43-46
• 4.2 超高分辨光譜儀實(shí)現(xiàn)原理46-48
• 4.3 超高分辨光譜儀系統(tǒng)48-50
• 4.3.1 超高分辨光譜儀系統(tǒng)48-50
• 4.3.2 可調(diào)諧F-P結(jié)構(gòu)部分參數(shù)50
• 4.4 超高分辨光譜50-54
• 4.4.1 兩種模式下的光譜對(duì)比51-53
• 4.4.2 結(jié)果分析53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-57
• 第5章 總結(jié)和展望57-59
• 5.1 論文工作總結(jié)57
• 5.2 本論文創(chuàng)新點(diǎn)57-58
• 5.3 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 作者簡(jiǎn)歷65

【參考文獻(xiàn)】

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1 武旭華,朱永田,王磊;高分辨率階梯光柵光譜儀的光學(xué)設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2003年05期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 宮興致;寬波段微型光譜儀設(shè)計(jì)及其應(yīng)用系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：544610