数字可控光谱光源光学系统的设计与关键技术研究

摘要

数字可控光谱光源旨在调制输出所需的光谱辐射，如太阳光、等能光谱辐射、带通光谱辐射等。其在光电子仪器的标定、生命科学研究、机械视觉、家庭照明设计、国防科技等领域具有广泛的应用。本文致力于研究数字可控光谱光源的工作原理、可控方法、光学系统设计和核心部件分光系统的研制，为研制数字可控光谱光源的提供原理方法和实践结果。
　　首先，本文在调研国内外研究现状及需求的基础上，介绍数字可控光谱光源的工作原理、结构组成及控制思想。理论分析色散分光系统的响应函数，对可控光谱的调制输出和谱线合成给出建模方法和初步仿真结果。
　　然后，本文介绍了基于数字微镜器件(DMD)-Offner色散分光模块的可控光谱光源光学系统。该光学系统主要是基于照明系统匀光照明，凸面光栅-Offner系统分光，DMD调制选通和匀光系统均匀输出，给出了照明子模块、分光子模块和匀光子模块的优化设计结果。DMD作为空间光调制器置于分光系统的光谱像平面上，可根据波长和光强度要求调制选通光辐射，再耦合进入匀光器中，得到所需光谱辐射分布。
　　最后，本文介绍了数字可控光谱光源光学系统核心部分Offner分光系统的模块化设计和研制结果，及相应的光谱、衍射效率和传涵测试结果。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第二章 系统工作原理与构成

2.1 波动光学理论

2.2 色散分光系统响应函数的计算

2.3 光谱调制模拟仿真

2.4 DMD调制选通控制理论

第三章 光学系统设计与分析

3.1 设计思想

3.2 光学系统设计

3.3 公差分析

3.4 热差分析

3.5 本章小结

第四章 光学系统的研制与结果

4.1 分光系统研制与结果

4.2 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢