Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,CAS
| 棱镜-光栅型光谱成像技术研究 | |
| 陈洪福 | |
| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 巩岩 |
| 2014-11 | |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学 |
| 学位专业 | 光学工程 |
| 关键词 | 光学设计 成像光谱仪 P-g P-g-p 谱线弯曲 体全息相位光 |
| 摘要 | 成像光谱仪是光学成像技术与光谱仪技术的融合，能同时探测二维空间信息和一维光谱信息，在地质分析、矿产勘探、地面测绘、军事监测、医疗器械、自然灾害预警等方面有着广泛的应用，是现代遥感技术科学研究中十分重要的探测仪器。 棱镜-光栅型成像光谱仪具有结构简单、易装调、光通量大的特点，但传统P-G-P光谱成像系统存在谱线弯曲，严重影响其探测精度。鉴于此，本文对棱镜-光栅型光谱成像技术进行了较为深入的研究。 首先，介绍了光谱成像系统的原理、分类以及研究现状，基于成像光谱仪重要的系统参数，分析影响其探测精度的因素并提出改进方法。然后，着重介绍了棱镜和光栅分光原理，从理论上推导了棱镜和光栅产生谱线弯曲的公式，并建立模型推导出棱镜-光栅组合分光器件的光谱弯曲公式。在光谱成像系统的设计中，利用棱镜和光栅谱线弯曲方向相反的特性，提出通过校正中心波长的谱线弯曲使全工作谱段谱线弯曲对称分布；再利用物镜的畸变补偿校正全工作谱段的谱线弯曲和光谱弯曲。优化系统设计后，成像光谱仪系统的谱线弯曲和光谱弯曲均在1μm以下，小于1/6像元大小；系统成像质量优于目前商用同种仪器的相关性能。结合机械3D建模与杂散光分析软件对系统进行杂光分析，并利用光阑和消光螺纹消除系统杂散光，提高了光学系统信噪比。为了满足实际加工和生产要求，文中对系统进行公差分析，并制定出详细的系统装调方案。结合实际加工水平，完成光学结构和机械结构的设计。最终，加工并组装出实验原理样机。 本文研究设计的棱镜-光栅型成像光谱仪系统，具有探测精准、体积小的特点，更利于提高系统的分辨率。可望用于超光谱显微成像、野外科研、车间质检和航空航天遥感光谱成像等方面。 |
| 语种 | 中文 |
| 文献类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/44640 |
| 专题 | 中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈洪福. 棱镜-光栅型光谱成像技术研究[D]. 中国科学院大学,2014. |
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| 文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
| 陈洪福.pdf（4070KB） | 开放获取 | ODC PDDL | 请求全文 | |||
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