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高光谱干涉成像光谱仪的研究

作　者: 许家榕
导　师: 何勇
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 高光谱成像技术 Sagnac棱镜 ZEMAX 像质评价
分类号: TH744.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 624次
引　用: 4次
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内容摘要

高光谱干涉成像技术以纳米量级的光谱分辨率对探测对象进行成像,能够获取探测对象丰富的空间信息和光谱信息,被广泛用于军事和民用领域。论文对干涉(傅立叶变换)光谱技术的发展、近20年来这项技术的研究现状和应用状况进行了系统的概述。分析了干涉成像光谱仪的基本原理、基本结构及其优点。着重讨论了三角共路(Sagnac)型干涉成像光谱仪的成像原理和特性优点,研究了三角共路成像光谱仪的系统方案,并对光路设计中的前置望远系统、棱镜参数、狭缝宽度各种因素进行了讨论和参数计算。对光谱仪的核心部件Sagnac棱镜的结构参数进行了测试。利用光学设计软件ZEMAX模拟设计出光路图,并对各种像差参数进行了分析和成像质量评价。最后搭建了实验装置,通过内场实验得到光谱仪成像的干涉图。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 干涉傅立叶变换光谱仪的发展  7-9
  1.2 成像光谱技术及成像光谱仪的发展及研究现状  9-12
  1.3 干涉成像光谱技术重要应用  12
  1.4 本论文的主要研究内容  12-14
2 干涉成像光谱技术  14-18
  2.1 干涉傅立叶变换光谱学的理论  14-16
  2.2 干涉成像光谱仪的优点  16-18
3 三角共路型成像光谱仪方案  18-20
  3.1 技术原理  18-19
  3.2 系统方案  19-20
4 Sagnac棱镜结构参数测量与测试  20-41
  4.1 Sagnac棱镜的工作原理及作用  20-21
  4.2 Sagnac棱镜参数测试实验  21-29
    4.2.1 Sagnac棱镜角公差的测试目的  21
    4.2.2 Sagnac棱镜角公差的测试原理  21-22
    4.2.3 实验仪器及实验过程  22-23
    4.2.4 实验数据及分析  23-29
  4.3 Sagnac棱镜的反射面偏移量的测试实验  29-34
    4.3.1 Sagnac棱镜反射面偏移量的测试目的  30
    4.3.2 Sagnac棱镜反射面偏移量的测试原理  30-31
    4.3.3 实验仪器及实验过程  31-34
  4.4 Sagnac棱镜分束膜分光比的测试实验  34-41
    4.4.1 Sagnac棱镜分束膜分光比的测试目的  35
    4.4.2 Sagnac棱镜分束膜分光比的测试原理  35-36
    4.4.3 实验过程  36-37
    4.4.4 实验结果及分析  37-41
5 三角共路型干涉成像光谱仪的光路设计  41-48
  5.1 三角共路(Sagnac)型干涉成像光谱仪原理  41-42
  5.2 光学系统设计  42-48
    5.2.1 前置望远光学系统  43
    5.2.2 Sagnac分束棱镜  43-44
    5.2.3 光谱成像系统  44-47
    5.2.4 狭缝宽度计算  47-48
6 ZEMAX光学设计数据及试验结果  48-54
  6.1 光学设计结构数据  48-49
  6.2 像质评价指标  49-54
7 三角共路型成像光谱实验平台的搭建及内场实验  54-59
  7.1 实验平台搭建  54
  7.2 干涉图采集  54-59
致谢  59-60
参考文献  60-62

高光谱干涉成像光谱仪的研究

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