高光谱干涉成像光谱仪的研究

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。

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声明

1绪论

1.1干涉傅立叶变换光谱仪的发展

1.2成像光谱技术及成像光谱仪的发展及研究现状

1.3干涉成像光谱技术重要应用

1.4本论文的主要研究内容

2干涉成像光谱技术

2.1干涉傅立叶变换光谱学的理论

2.2干涉成像光谱仪的优点

3三角共路型成像光谱仪方案

3.1技术原理

3.2系统方案

4 Sagnac棱镜结构参数测量与测试

4.1 Sagnac棱镜的工作原理及作用

4.2 Sagnac棱镜参数测试实验

4.2.1 Sagnac棱镜角公差的测试目的

4.2.2 Sagnac棱镜角公差的测试原理

4.2.3实验仪器及实验过程

4.2.4实验数据及分析

4.3 Sagnac棱镜的反射面偏移量的测试

4.3.1 Sagnac棱镜反射面偏移量的测试目的

4.3.2 Sagnac棱镜反射面偏移量的测试原理

4.3.3实验仪器及实验过程

4.4 Sagnac棱镜分束膜分光比的测试实验

4.4.1 Sagnac棱镜分束膜分光比的测试目的

4.4.2 Sagnac棱镜分束膜分光比的测试原理

4.4.3实验过程

4.4.4实验结果及分析

5三角共路型干涉成像光谱仪的光路设计

5.1三角共路(Sagnac)型干涉成像光谱仪原理

5.2光学系统设计

5.2.1前置望远光学系统

5.2.2 Sagnac分束棱镜

5.2.3光谱成像系统

5.2.4狭缝宽度计算

6 ZEMAX光学设计数据及试验结果

6.1光学设计结构数据

6.2像质评价指标

7三角共路型成像光谱实验平台的搭建及内场实验

7.1实验平台搭建

7.2干涉图采集

结论

致 谢

参考文献