二元光學元件應用于超光譜成像性能研究.pdf

1、二元光學衍射元件具有多種應用，用作透鏡，在原理上色差非常大。二元光學衍射透鏡成像光譜技術就是利用二元光學衍射元件的這種特性來同時完成色散和成像的新興超光譜成像技術，二元光學衍射透鏡成像光譜儀具有光譜分辨率高、結(jié)構緊湊、重量輕、堅固耐用、價格低廉，便于實現(xiàn)小型化和輕量化等優(yōu)點。本文對利用二元光學衍射透鏡軸向色散的光譜成像性能進行了系統(tǒng)的分析與研究，用兩種方案設計了利用二元光學衍射透鏡的成像光譜分光系統(tǒng)，進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的發(fā)展概況，二元光學衍射元件的特點和應用，及成像光譜技術的基本原理、常見光譜儀器類型。指出了采用二元光學衍射透鏡特殊色散的成像光譜技術是光譜層析技術和窄帶濾波技術相結(jié)合。第二章介紹了二元光學衍射透鏡的成像特性，指出了二元光學衍射透鏡的獨特的色散特性。第三章詳細介紹了二元光學衍射透鏡成像光譜技術的分光原理、放大率恒定的變焦系統(tǒng)設計、光譜分辨率及此光譜成像技術的優(yōu)缺點。第四章詳細討論了二元光學衍射透鏡成像

3、光譜儀的結(jié)構和設計思想、提出了兩種工作于可見波段的分光系統(tǒng)的設計方案。二元光學衍射透鏡置于消色差反射系統(tǒng)或折射系統(tǒng)的前焦面上設計思想的提出，解決了系統(tǒng)的放大率隨波長變化的問題。用CODE V光學設計軟件設計了工作在0.5μm-0.9μm波段，光譜分辨率為10nm(在設計波長632.8nm)，系統(tǒng)焦距(EFL)300mm，入瞳直徑60mm，總視場(TFOV)為±0.9°(在設計波長632.8nm)的反射式和折射式光學系統(tǒng)。設計結(jié)果表明，光