集成二維多光柵光譜成像系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用.pdf

1、通過對(duì)包含豐富信息量的光譜特征進(jìn)行分析和研究，可深刻理解眾多信息光電子功能材料的結(jié)構(gòu)和特性，所產(chǎn)生的現(xiàn)代光譜分析原理和方法在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了信息技術(shù)的發(fā)展。 針對(duì)高精度快速獲取光譜的應(yīng)用特點(diǎn)，本論文主要對(duì)集成二維多光柵成像光譜系統(tǒng)進(jìn)行了研究，分別完成了新型面陣式CCD探測(cè)器型多光柵光譜分析和集成多光柵結(jié)構(gòu)的高分辨快速紅外光譜分析系統(tǒng)。論文對(duì)實(shí)驗(yàn)光譜分析系統(tǒng)的基本原理、設(shè)計(jì)和制備過程及其在在橢圓

2、偏振光譜分析和高性能光電子薄膜生長(zhǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。本論文的主要內(nèi)容如下： 第一章介紹了光譜學(xué)原理及其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)展的歷史，以及在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，對(duì)實(shí)驗(yàn)光譜系統(tǒng)的基本原理、基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行了有重點(diǎn)的敘述。第二章主要討論了構(gòu)成現(xiàn)代光譜系統(tǒng)的若干重要元器件的工作原理和結(jié)構(gòu)，包括了關(guān)鍵的光柵等色散元件光柵，以及重要的光電探測(cè)器件，如CCD探測(cè)器和InGaAs光電二極管探測(cè)器等，還包括了濾色片和光譜系統(tǒng)的基本機(jī)構(gòu)等內(nèi)容。

3、第三章詳細(xì)介紹了本論文所研究和設(shè)計(jì)的新型面陣式CCD探測(cè)器型多光柵光譜分析系統(tǒng)，包括了實(shí)驗(yàn)原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及實(shí)現(xiàn)多塊光柵集成的光譜分析的具體方案等內(nèi)容。研究中采用光譜折疊的方式，克服了面陣CCD探測(cè)器信號(hào)接受面有限張角的限制，實(shí)現(xiàn)了光譜的快速分析，并對(duì)光譜系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。 第四章詳細(xì)描述了本論文所研制的具有集成多光柵結(jié)構(gòu)的高分辨快速紅外光譜分析系統(tǒng)，可用于現(xiàn)代光通訊領(lǐng)域中的光譜信息的快速檢測(cè)和分析。研究中采

4、用了一個(gè)由五塊子光柵組成的集成光柵結(jié)構(gòu)和五個(gè)InGaAs紅外線陣探測(cè)器，組成一個(gè)完整的裝置，滿足了寬波長(zhǎng)區(qū)、高分辨率和快速光譜測(cè)量的要求，同時(shí)避免了機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)具有長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)讀取的高可靠性和快速讀取數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)可用于高性能光電子功能薄膜的原位特性監(jiān)控生長(zhǎng)，包括對(duì)由四分之一波長(zhǎng)和非四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度組成的混合薄膜結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 第五章進(jìn)一步討論了兩種光譜分析系統(tǒng)在橢圓偏振光譜儀和高性能薄膜