一种新型偏振干涉成像光谱仪的研究

摘要

干涉成像光谱技术作为一种较新的测量技术，由于其具有光通量大、通道多等优点，在测量、环境监测、物质结构研究、工业控制、军事科学等领域有较广泛的应用。干涉光谱技术可分为时间调制干涉光谱技术和空间调制干涉光谱技术。空间调制干涉光谱技术相对于时间调制干涉光谱技术具有稳定性强，实时性好，原理简单，成本低等优点。而如何提高仪器的光谱分辨率一直是干涉光谱技术中最重要的研究问题之一。 本文简述了干涉成像光谱仪的基本原理、结构及其特点，并着重介绍了基于双折射晶体的偏振型干涉成像光谱仪的工作原理。在此基础上采用Wollaston棱镜组作为分光器件设计、搭建了偏振成像光谱仪的实验装置，并利用该装置完成了光谱成像原理实验，获得了待测目标的107张单色照片及合成彩色照片。和采用单个Wollaston棱镜的光谱仪相比，这种新型的成像光谱仪具有更高的光谱分辨率和光通量。

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致谢

1 绪论

1.1 干涉成像光谱仪的发展背景

1.2 国内外干涉成像光谱仪的应用及研究现状

1.3 本论文的主要工作

2 干涉成像光谱技术

2.1 干涉图与复原光谱

2.2 分辨率与仪器谱线函数

2.3 切趾滤波

2.4 干涉成像光谱仪的主要形式及其特点

2.4.1 时间调制型迈克尔逊型干涉成像光谱仪

2.4.2 空间调制型三角共路(Sagnac)型干涉成像光谱仪

2.4.3 空间调制型双折射型干涉成像光谱仪

3 偏振型干涉成像光谱技术

3.1 基于Savart板的偏振干涉成像光谱仪

3.1.1 Savart板

3.1.2 Savart偏光镜

3.1.3 基于Savart板的偏振干涉成像光谱仪

3.2 基于Wollaston棱镜的偏振干涉成像光谱仪

3.2.1 基于Wollaston棱镜的角剪切分束器

3.2.2 光程差及条纹间隔

3.2.3 条纹的定位

3.2.4 基于Wollaston棱镜的偏振干涉成像光谱仪

3.3 多层的基于Wollaston棱镜组的角剪切分束器

4 实验装置及实验结果

4.1 实验装置的主要技术指标

4.2 实验装置各部分的参数及位置选择

4.2.1 Wollaston棱镜分束器

4.2.2 前置光学系统

4.2.3 成像系统

4.2.4 实验元件的位置

4.3 空间调制干涉成像光谱仪中的处理软件

4.4 实验数据处理过程

4.5 实验结果

5 结束语

参考文献

作者简历