集成二維多光柵光譜成像系統(tǒng)的研制及其應用.pdf

1、通過對包含豐富信息量的光譜特征進行分析和研究，可深刻理解眾多信息光電子功能材料的結構和特性，所產(chǎn)生的現(xiàn)代光譜分析原理和方法在現(xiàn)代科學技術的許多領域獲得了越來越廣泛的應用，促進了信息技術的發(fā)展。 針對高精度快速獲取光譜的應用特點，本論文主要對集成二維多光柵成像光譜系統(tǒng)進行了研究，分別完成了新型面陣式CCD探測器型多光柵光譜分析和集成多光柵結構的高分辨快速紅外光譜分析系統(tǒng)。論文對實驗光譜分析系統(tǒng)的基本原理、設計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系統(tǒng)中的應用進行了研究。本論文的主要內(nèi)容如下： 第一章介紹了光譜學原理及其實驗系統(tǒng)發(fā)展的歷史，以及在現(xiàn)代科學技術領域中的應用，對實驗光譜系統(tǒng)的基本原理、基本結構和特點進行了有重點的敘述。第二章主要討論了構成現(xiàn)代光譜系統(tǒng)的若干重要元器件的工作原理和結構，包括了關鍵的光柵等色散元件光柵，以及重要的光電探測器件，如CCD探測器和InGaAs光電二極管探測器等，還包括了濾色片和光譜系統(tǒng)的基本機構等內(nèi)容。

3、第三章詳細介紹了本論文所研究和設計的新型面陣式CCD探測器型多光柵光譜分析系統(tǒng)，包括了實驗原理、系統(tǒng)結構，以及實現(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探測器信號接受面有限張角的限制，實現(xiàn)了光譜的快速分析，并對光譜系統(tǒng)的實驗測試結果進行了分析和討論。 第四章詳細描述了本論文所研制的具有集成多光柵結構的高分辨快速紅外光譜分析系統(tǒng)，可用于現(xiàn)代光通訊領域中的光譜信息的快速檢測和分析。研究中采

4、用了一個由五塊子光柵組成的集成光柵結構和五個InGaAs紅外線陣探測器，組成一個完整的裝置，滿足了寬波長區(qū)、高分辨率和快速光譜測量的要求，同時避免了機械掃描結構，使系統(tǒng)具有長時間工作穩(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。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，包括對由四分之一波長和非四分之一波長光學厚度組成的混合薄膜結構的復雜特性進行實時監(jiān)控。 第五章進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