【摘要】：成像光譜技術(shù)是提高信息獲取量的重要手段,他結(jié)合了傳統(tǒng)的成像技術(shù)和光譜技術(shù),不僅能夠獲取目標(biāo)的圖像信息,也能夠分析其光譜特性。紫外成像光譜儀以其在分析物體形狀和組成上的巨大優(yōu)勢(shì)而被應(yīng)用于大氣探測(cè),顏色分析,刑偵檢測(cè)以及植被和地質(zhì)研究,研究成像光譜技術(shù)對(duì)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。由于紫外波段能力低且易損耗,為了提高像面接收到的能量,部分紫外成像光譜儀采用凹面光柵同時(shí)完成光線的色散和聚焦成像,但凹面光柵的制備困難且不易檢測(cè),很難得到推廣。本文以平面衍射光柵作為色散元件,運(yùn)用新的像差理論,研究成像光譜儀系統(tǒng)分類、結(jié)構(gòu)組成。本文分析了傳統(tǒng)的平面衍射光柵色散型成像光譜儀,其特點(diǎn)是成像光譜儀望遠(yuǎn)物鏡將被測(cè)目標(biāo)成像于狹縫處,為一次成像,再由光譜儀光學(xué)系統(tǒng)成像于探測(cè)器處,為二次成像。狹縫為這兩個(gè)過(guò)程的分界點(diǎn),因此在成像光譜儀的設(shè)計(jì)過(guò)程中,望遠(yuǎn)物鏡和光譜儀是分開的。從像差理論的角度看,傳統(tǒng)成像光譜儀狹縫前后的系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì),兩部分像差分開校正,因此狹縫處不存在像差。平面衍射光柵作為光譜儀的光學(xué)元件,雖然其自身不引入像散和彗差,但由于存在這些像差傳遞,光柵也參與像差校正,導(dǎo)致成像光譜儀的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。本文基于平面衍射光柵自身不引入像散和彗差的特性提出了一種以光柵為分界的成像光譜儀設(shè)計(jì)方法,平面衍射光柵不參與像差校正,這樣可以簡(jiǎn)化像差計(jì)算過(guò)程。新型成像光譜儀由望遠(yuǎn)鏡和成像系統(tǒng)組成,望遠(yuǎn)鏡采用雙拋物面結(jié)構(gòu),聚焦光學(xué)系統(tǒng)采用同心離軸雙反射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。除光柵外,整個(gè)系統(tǒng)只采用四片光學(xué)元件,光能利用率較高,且聚焦光學(xué)系統(tǒng)只使用球面鏡,便于加工和裝調(diào)。設(shè)計(jì)以光柵為分界的紫外成像光譜儀,其光學(xué)系統(tǒng)采用8mm×0.4mm寬的狹縫,工作波段120~180nm,光譜分辨率為1.3nm,MTF在35lp/mm處大于0.3,同時(shí)利用Monte-Carlo方法對(duì)其進(jìn)行了公差分析。最后對(duì)紫外成像光譜儀樣機(jī)進(jìn)行波長(zhǎng)定標(biāo)、輻射定標(biāo)實(shí)驗(yàn)以及完成光譜分辨率和成像分辨率測(cè)試。成像光譜儀光譜分辨率為0.98nm,空間分辨率為14.71g/mm,波長(zhǎng)定標(biāo)不確定度小于0.407nm,輻射定標(biāo)不確定度小于±7.5%。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 于常青,劉杰,李家澤;光學(xué)多通道分析儀的分辨率分析[J];光學(xué)技術(shù);2001年02期

2 左保軍,張愛紅;成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];光學(xué)技術(shù);2002年02期

本文編號(hào)：2795961