空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究

	空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究
	梁静秋; 梁中翥; 吕金光; 秦余欣; 田超; 王维彪
	2015-04-15
发表期刊	中国光学
期号	02 页码:277-298
摘要	针对目前环境、医疗、空间、气象、军事及安全等领域对傅里叶变换红外光谱仪微小型化、轻量化及固态化的迫切需求,提出并研究了一种以MOEMS多级微反射镜为核心器件的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪。在理论研究方面,建立了空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪的物理模型,探究了该系统的光场分割与空间采样的光学原理;分析了多级微反射镜的衍射效应,提出了一种通过补边抑制衍射噪声抑制方法;进行了多级微反射镜采样误差的分析,并提出了基于最小二乘拟合的修正算法;通过对光源空间相干性、准直系统像差以及入射光场均匀性的分析,确定了光学系统的总体设计指标;通过对多级微反射镜基片加工精度、分束器材料色散特性和膜层透射效率等的计算分析,确定了干涉系统的设计方法与技术参数。在核心技术方面,提出了两个多级微反射镜的3种制作方法,分析了制作误差的来源及对系统性能的影响。通过工艺设计及实验条件探索,分别采用电铸法、真空镀膜法以及斜面倾角叠片法制作了两个多级微反射镜。在系统设计方面,进行了红外准直与缩束系统的光学设计,对整体光机系统进行了建模仿真,分析了杂散光噪声的来源。在图谱处理方面,利用过零采样方式,通过图像分割算法,获取了干涉图采样序列;通过对干涉图序列的插值、补零、延拓与卷积方法,完成了光谱相位误差的校正;通过离散傅里叶变换解调,实现了由干涉图像到信号光谱的数据反演。最后研究了系统光机整体的集成组装技术,并对原理样机进行了实验测试。本文研制的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪的特点在于:取消了动镜驱动机构与采样控制机构,具有微小型与轻量化的特点;干涉图的采样由多级微反射镜完成,其空间采样的方式增加了系统的稳定性与可靠性,实时采样的特点增加了系统的快速性与有效性;多级微反射镜阵列采用MOEMS工艺技术制作,增加了系统的采样精度。该光谱仪系统的结构及制作方法具有自主知识产权,并具有广阔的应用前景。
关键词	红外光谱仪傅里叶变换红外光谱仪微型微光机电系统
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/53957
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	梁静秋,梁中翥,吕金光,等. 空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究[J]. 中国光学,2015(02):277-298.
APA	梁静秋,梁中翥,吕金光,秦余欣,田超,&王维彪.(2015).空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究.中国光学(02),277-298.
MLA	梁静秋,et al."空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究".中国光学 .02(2015):277-298.

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空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究.c（869KB）	期刊论文	作者接受稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载