基于非理想虛像相位陣列的二維光譜檢測的研究.pdf

1、虛像相位陣列(VIPA:virtually-imaged phased array)具有大角色散和高分辨率，再結合衍射光柵能夠將光譜映射到二維平面，更方便地對光譜進行處理，已被廣泛應用于光濾波器、光譜儀、圖像處理等領域，因此，很多研究者一直致力于完善其性能和應用。在以往的研究中，VIPA的基片被處理為理想的兩個表面相互平行的玻璃平板，而實際上基片的平行度和光潔度會影響VIPA光路中的多級反射和干涉，從而對光譜分辨率和輸出功率等造成影響。

2、因此需要對非理想VIPA進行研究并對其存在的缺陷進行改進。VIPA的后表面反射率為95％，光束在兩個面之間來回反射，對基片的面型、平行度和光潔度等要求極高，造成了制作困難，成品率低，價格昂貴和插損較大的缺點。
　　本文基于VIPA的基本原理，研究了VIPA的色散定律和二維成像原理，然后結合ZEMAX光學仿真軟件分析了平行度和光潔度對VIPA的影響。針對VIPA的缺點，提出了低反射有限虛像陣列，分析了平行度和光潔度對低反射有限虛像陣

3、列的影響，并提出了一種基于低反射有限虛像陣列的鋸齒形光譜濾波器。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)基于VIPA的基本原理，對VIPA的色散定律和二維成像原理進行理論分析，并對其成像面的光場分布和主要性能參數(shù)進行數(shù)值仿真，對比了不同色散定律的異同，為后邊的研究做了準備工作。
　　(2)基于VIPA的二維光譜成像原理搭建ZEMAX仿真模型，通過改變平行度和光潔度研究其對VIPA的影響，并搭建實驗環(huán)境驗證了仿真結果。平行度會影響