二元光學(xué)元件應(yīng)用于超光譜成像性能研究.pdf

1、二元光學(xué)衍射元件具有多種應(yīng)用，用作透鏡，在原理上色差非常大。二元光學(xué)衍射透鏡成像光譜技術(shù)就是利用二元光學(xué)衍射元件的這種特性來(lái)同時(shí)完成色散和成像的新興超光譜成像技術(shù)，二元光學(xué)衍射透鏡成像光譜儀具有光譜分辨率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉，便于實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)利用二元光學(xué)衍射透鏡軸向色散的光譜成像性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與研究，用兩種方案設(shè)計(jì)了利用二元光學(xué)衍射透鏡的成像光譜分光系統(tǒng)，進(jìn)行了成像性能分析與軟件模擬，取得了

2、很好的效果。本文第一章概述了二元光學(xué)的發(fā)展概況，二元光學(xué)衍射元件的特點(diǎn)和應(yīng)用，及成像光譜技術(shù)的基本原理、常見(jiàn)光譜儀器類(lèi)型。指出了采用二元光學(xué)衍射透鏡特殊色散的成像光譜技術(shù)是光譜層析技術(shù)和窄帶濾波技術(shù)相結(jié)合。第二章介紹了二元光學(xué)衍射透鏡的成像特性，指出了二元光學(xué)衍射透鏡的獨(dú)特的色散特性。第三章詳細(xì)介紹了二元光學(xué)衍射透鏡成像光譜技術(shù)的分光原理、放大率恒定的變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光譜分辨率及此光譜成像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。第四章詳細(xì)討論了二元光學(xué)衍射透鏡成像

3、光譜儀的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想、提出了兩種工作于可見(jiàn)波段的分光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。二元光學(xué)衍射透鏡置于消色差反射系統(tǒng)或折射系統(tǒng)的前焦面上設(shè)計(jì)思想的提出，解決了系統(tǒng)的放大率隨波長(zhǎng)變化的問(wèn)題。用CODE V光學(xué)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了工作在0.5μm-0.9μm波段，光譜分辨率為10nm(在設(shè)計(jì)波長(zhǎng)632.8nm)，系統(tǒng)焦距(EFL)300mm，入瞳直徑60mm，總視場(chǎng)(TFOV)為±0.9°(在設(shè)計(jì)波長(zhǎng)632.8nm)的反射式和折射式光學(xué)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，光