發(fā)布時間：2020-10-08 18:40

　　 雙折射型干涉成像光譜技術是一種有效的光學探測手段,有著結構簡單、體積緊湊、高通量以及高光譜分辨率等優(yōu)點,在物質分類、目標識別、環(huán)境檢測以及生物醫(yī)學等領域有著重要的應用。本文從該類雙折射型干涉成像系統(tǒng)的核心分束器件Wollaston棱鏡出發(fā),詳細分析了冰洲石晶體材料的三種Wollaston式偏光分束棱鏡的光學特性,并提出了一種新型Wollaston式多光束分束棱鏡的設計方案,為該類棱鏡應用到多光束探測領域中提供了理論基礎與可能性。在此基礎上,提出了光譜分辨率可調的新型差分偏振干涉成像系統(tǒng),并設計了兩種實現方案:基于Wollaston棱鏡角剪切和雙Wollaston棱鏡橫向剪切組合的差分偏振干涉成像系統(tǒng)以及基于寬視場Savart偏光鏡橫向剪切和雙Wollaston棱鏡橫向剪切組合的差分偏振干涉成像系統(tǒng),理論分析與實驗驗證表明該系統(tǒng)具有正交偏振信息同時獲取能力以及系統(tǒng)光譜分辨率可調的優(yōu)良特性,增強了該技術的信息獲取能力與對多任務目標的探測能力。文章的主要內容包括:第一章緒論概要介紹了干涉成像光譜技術的基本概念、分類以及雙折射型干涉成像光譜技術的發(fā)展現狀,簡要總結了論文研究的主要內容。第二章簡要分析了常規(guī)Wollaston棱鏡的光學特性,研究了入射光方位角對棱鏡分束性能的影響,給出了棱鏡分束角隨入射角和方位角的變化關系。第三章是對兩種新型Wollaston式偏光分束棱鏡性能參數的理論分析。分析了對稱分束式Wollaston棱鏡分束對稱性的影響因素以及結構角對于光強分束比的影響;設計了一種新型Wollaston式多光束分束棱鏡,分析了棱鏡的分光原理,研究了棱鏡結構角對光強分束比和分束角的影響,并給出了實現平行分束的結構方案。第四章簡要闡述了偏振成像光譜技術和差分偏振成像技術的基本理論,提出了兩種光譜分辨率可調的新型差分偏振干涉成像系統(tǒng)的設計方案:基于Wollaston棱鏡角剪切和雙Wollaston棱鏡橫向剪切組合的差分偏振干涉成像系統(tǒng)以及基于寬視場Savart偏光鏡橫向剪切和雙Wollaston棱鏡橫向剪切組合的差分偏振干涉成像系統(tǒng),分別分析了系統(tǒng)的差分偏振干涉原理和光譜分辨率調節(jié)原理,并進行了數值仿真與實驗測試,證明了方案的可行性。本文研究表明:通過對常規(guī)Wollaston棱鏡出射面進行修定,可以實現Wollaston棱鏡的嚴格對稱分束,但棱鏡分束對稱性受入射角影響較大;新型Wollaston式多光束分束棱鏡能夠實現四束偏振光分束,通過控制棱鏡結構角大小可實現分束光強的近似均分,具有良好的偏光分束特性以及潛在的應用前景�；赪ollaston棱鏡的差分偏振干涉成像系統(tǒng)具有同時獲取正交偏振方向信息以及光譜分辨率可調的能力,能夠滿足多目標、多任務光譜圖像探測需求,具有增強目標識別度的優(yōu)點,對于提高干涉成像光譜技術的探測性能有一定的指導意義。
【學位單位】：曲阜師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O436.3
【部分圖文】：

基于邁克爾遜型干涉成像光譜儀原理圖

基于Savart棱鏡的傅里葉變換光譜儀

基于雙折射晶體DASI光路圖

【參考文獻】

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本文編號：2832611