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《光譜可調(diào)超光譜定標光源技術研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、密級:中國科學院大學UniversityofChineseAcademyofSciences博士學位論文培養(yǎng)單位:2013年5月CalibrationSourceByZHAI,WenchaoADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofOpticsHefeiInstitutesofPhysicalScience,ChineseAcademyofS
2、ciencesMay,2013學位論文原創(chuàng)性聲明鄭重聲明:本人呈交的學位論文《光譜可調(diào)超光譜定標光源技術研究》,是在導師的指導下,進行研究工作取得的成果。論文中所有數(shù)據(jù)、圖片資料均真實可靠。盡我所知,除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本學位論文的研究成果不包含他人享有的著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體,均已在文中以明確的方式標明。本學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位,本學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。本人簽名:蕉蘭壘日期.zDB.r.搿致謝時光飛逝,光陰荏苒,轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在科學島上度過了六年時光。在這里,
3、結(jié)識了許多真心的朋友,也有幸在各位老師的指導幫助下學習、工作,這些注定是我未來的財富。感謝我的導師鄭小兵研究員。鄭老師學識淵博,理論功底深厚,是他為我指明了研究方向,并在百忙之中指導我博士課題的開展,他一絲不茍的工作態(tài)度,勤奮鉆研的科研精神,身體力行,給我做了很好的榜樣。鄭老師常常向我們強調(diào)基本功的重要性,細致到概念術語的表述要精準;寫文章時要思路清晰,表述嚴謹;作報告、交流時要言簡意賅,表達準確。這些“細枝末節(jié)”,提高了我的科研能力。鄭老師為人謙和正直,關心我們的生活,他的一言、一行,教會了我許多為人的原則。感謝我的碩士導師王樂意
4、研究員。王老師知識淵博,和藹可親,談吐幽默,常在輕松的交談中教會我處理工作和生活的關系,常常在輕松的交談中提點我學習的方向。他樂觀的生活、工作態(tài)度,教會我在遇到困難時,保持樂觀、冷靜。感謝光學遙感中心的喬延利研究員、洪津研究員、方勇華研究員等所、中心領導給我們提供了寬松的工作、生活環(huán)境。感謝研究生部吳海信、邵嫻、閆超等幾位老師對我學習、生活的關心和幫助。感謝吳潔宇研究員在學習和生活中的幫助,他事必躬親的工作態(tài)度和務實的工作作風,無形中給我做了很好的榜樣。感謝李新副研究員、李健軍副研究員、張運杰研究員、張偉研究員在工作上提供的許多有益
5、建議。感謝袁銀麟、鄒鵬、閏靜、丁蕾、戚濤、徐紅老師、朱雪梅老師的幫助。感謝徐駿、劉恩超、張艷娜、徐文斌、李平付,李文偉,董亞男、龐偉偉、陸俊樺、史劍民、夏茂鵬,胡友麗幾個師兄弟姐妹,和你們在一起的日子,輕松愉快;在我遇到困難的日子里,你們的關心幫助,令人感動。感謝工程室的李雙副研究員、楊偉鋒副研究員、劉強博士在光學設計方面給出的許多有益建議。感謝表征室的同學吳軍在工作中的有益討論和幫助。感謝我的家人,你們永遠是我堅強的后盾,心靈中最溫暖的港灣,你們的默默支持永遠是鼓勵我前進的不竭動力。摘要參考光源是遙感器光學定標環(huán)節(jié)中的關鍵設備,其
6、性能優(yōu)劣直接關系到遙感器的定標精度。本論文在充分調(diào)研了實驗室傳統(tǒng)參考光源的優(yōu)缺點的基礎上,針對超光譜遙感器的高精度定標應用需求,提出了一種光譜可調(diào)超光譜定標光源系統(tǒng)的設計方案。論文分析了光譜可調(diào)定標光源的工作原理,提出了系統(tǒng)的設計指標。在光學系統(tǒng)設計方面,利用復消色差理論和光譜儀器設計理論,在400~1000nm的寬波段范圍上,使用透射式光路分別設計準直物鏡和成像鏡頭,實現(xiàn)了光學系統(tǒng)整體性能接近衍射極限。在結(jié)構(gòu)設計方面,進行了詳細的公差分析,給出了合理的公差分配方案,并給出了結(jié)構(gòu)設計的結(jié)果;在電子學設計方面,圍繞數(shù)字微鏡器件的驅(qū)動控
7、制,通過對配套驅(qū)動電路進行二次開發(fā),實現(xiàn)了對數(shù)字微鏡器件的驅(qū)動控制;在軟件設計方面,設計了上位機軟件,實現(xiàn)了對數(shù)字微鏡的控制和光譜儀器的數(shù)據(jù)采集。論文對光譜可調(diào)超光譜定標光源系統(tǒng)進行了性能評估,包括分辨率的評估和輸出光能量的評估。評估的結(jié)果表明,光學系統(tǒng)在400~1000nm的光譜范圍內(nèi),最佳光譜分辨率可達0.8~12.8nm,平均光譜分辨率優(yōu)于6nm,按照方案確定的狹縫配置,輸出能量在整個光譜范圍可達370~730mW。光譜可調(diào)超光譜定標光源系統(tǒng)具有窄帶和寬帶兩種工作模式,窄帶模式下,可借助于基于標準探測器的輻射傳遞鏈進行精確定標
8、,寬帶工作模式下可以模擬目標光譜,對超光譜遙感儀器進行輻射定標。使用這種光源作為參考光源,有望降低超光譜遙感儀器輻射定標的不確定度,在超光譜遙感儀器的高精度光學定標領域具有重要的應用前景。關鍵詞:參考光源,光譜可調(diào),輻射定標,超光譜遙