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《寬波段平面光柵型成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、寬波段平面光柵型成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)研究鄭成2015年1月中圖分類號(hào)：TN23UDC分類號(hào)：681.7寬波段平面光柵型成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)研究作者姓名鄭成學(xué)院名稱光電學(xué)院指導(dǎo)教師唐義副教授答辯委員會(huì)主席崔志剛教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)光學(xué)工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月ResearchontheOpticalSystemofBroadbandPlane-GratingImagingSpectrometerCandidateName：ChengZhengSchoolorDepartme
2、nt:OptoelectronicsFacultyMentor:Asso.Prof.YiTangChair,ThesisCommittee：Prof.Zhi-gangCuiDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：OpticalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究
3、成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要成像光譜儀同時(shí)具有傳統(tǒng)光譜儀獲取目標(biāo)光譜信息功能和傳統(tǒng)成像遙感儀獲取目標(biāo)影像信息的功能，是一種光譜技術(shù)與成像技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型光學(xué)遙感儀器。為了能夠給后期寬波段平面光柵型成像光譜儀研制提供較為理想的光學(xué)系
4、統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本文對(duì)寬波段成像光譜儀的應(yīng)用需求、系統(tǒng)分類、像差理論、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。本文在介紹成像光譜儀相關(guān)基礎(chǔ)理論的前提下，提出以光柵為分劃點(diǎn)分別校正前后光路的像散從而完成系統(tǒng)像散校正。并以該設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)設(shè)計(jì)了基于雙柱面鏡系統(tǒng)的Czerny-Turner成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為滿足成像光譜儀光譜分辨力與空間分辨力的要求，在光學(xué)設(shè)計(jì)前首先分析了成像光譜儀的像差理論，接著針對(duì)該結(jié)構(gòu)分別討論了其對(duì)應(yīng)的消像散條件，然后分析并得出其對(duì)應(yīng)的寬波段成像條件，最后設(shè)計(jì)出寬波段平面光柵型成像光譜儀系統(tǒng)，其光
5、學(xué)結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。設(shè)計(jì)的寬波段平面光柵型成像光譜儀的工作波段為200-700nm。基于雙柱面鏡系統(tǒng)的成像光譜儀，其光譜儀系統(tǒng)的準(zhǔn)直光路與聚焦光路同樣采用雙柱面鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，全系統(tǒng)中只有柱面鏡與平面光柵，易于加工與裝調(diào)，但由于反射面較多，光能利用率不是很高。成像光譜儀系統(tǒng)光譜分辨力優(yōu)于3nm，MTF在25lp/mm時(shí)，全波段全視場對(duì)比度優(yōu)于0.4。本文還提出了消像散型Czerny-Turner成像光譜儀的一種畸變校正方法。首先分析了光柵在不同位置所得圖像的差異，并給出校正方法和公式，接著分析了光柵在1級(jí)位
6、置時(shí)不同波長對(duì)重建圖像的影響和公式推導(dǎo)，然后分別給出了基于柱面鏡和基于超環(huán)面的成像光譜儀畸變校正系數(shù)公式，最后通過理論計(jì)算、ZEMAX光線追跡仿真和實(shí)際光譜成像測量驗(yàn)證了畸變校正系數(shù)公式的正確性以及畸變校正方法的易于操作性。該畸變校正公式和方法能為其他準(zhǔn)直光工作條件下離軸結(jié)構(gòu)色散型成像光譜儀的畸變校正研究提供參考。關(guān)鍵詞：成像光譜儀；寬波段；雙柱面鏡系統(tǒng)；像差校正；光學(xué)設(shè)計(jì)；畸變校正I北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractImagingspectrometer,whichhasboththefunct
7、ionoftraditionalspectrometertoobtainspectralinformationandtraditionalimaginginstrumenttoobtaintargetinformation,isanewkindofspaceopticalremotesensinginstrumentcombiningimagingtechniquewithspectrumtechnique.Inordertoproposeanidealopticalstructureforthecor
8、respondingfabricationofthebroadbandplane-gratingimagingspectrometer,theapplicationrequirements,systematicclassification,structuralcharacterization,aberrationtheoryanddesignmethodsoftheimagingspectrometerisstudiedinthisdiss
