大孔径空间外差干涉光谱成像技术研究仪器科学与技术专业论文.docxVIP

摘要摘要 摘要 摘要 大孔径空闻外蓑干涉光谱成像技术是一种具有超高光谱分辨率、高光通量、 高稳定性的新型傅凰叶变换光谱成像技术。该技术结合了空间外差光谱技术 (SHS)与大孔径静态干涉光谱成像技术(LASIS)酶优点：一方面，在LASlS 的基础上引入一对平行光栅，使得干涉图频率产生外差的效果，降低了干涉图频 率，从而可以在一定光谱范囤内滔很少的采样点数实现{畏高的光谱分辨率；另一 方面，系统中不存在狭缝，具有点到点成像的特点，且采用Sagnac共光路设计， 保持了LASIS高光通量、赢稳定性的特点。大孔径空闻外差干涉光谱成像技术 的高光谱分辨率、高光通量与高稳定性的特点尤其适合于微弱信号的离光谱探测， 满是了高光谱遥感监测酶需求。本文对这种颏型的大孔径空闷外差干涉光谱成像 技术进行了系统性的研究，主要内容包括： 1。归纳总结了光谱成像技术的发展现状与发展趋势，详细介绍了拥有超高 光谱分辨率的空间外差光谱技术的研究现状与应用方向。 2．在介绍傅里叶变换光谱技术和空间外羞光谱技术基本思想的基础上，详 细阐述了大孔径空间外差干涉光谱成像技术的基本原理，建立了该技术的基本理 论体系。 3．对大孔径空阉外差干涉光谱成豫技术进行了光学系统建模，采爝光线遗 迹的方法仿真得到钠灯的干涉图像；进～步搭建实验验证装艟得到了钠灯的实际 干涉图像。嚣者褥捌的干涉图禚一致，并利用光谱复原方法均反演出了钠灯光谱 的双峰结构，验证了大孔径空间外差干涉光谱成像技术的理论正确性。 4。在系统主要部件误差容限分析酶基础上设计并研制了首台大孔径空阚外 差干涉光谱成像技术原理样机，总结了系统装调方法。利用分辨率靶标对样机成 像质量进{亍了测试，并剥用可调谐激光器对其进行了光谱定标。 5．利用原理样机分别对单波长均匀面光源和外场实景进行了推扫成像实验。 通过数据处理，实现了目标原始图像到图谱数据立方体的数据反演，得到了高分 辨率的目标光谱数掭，与MODT＆蛾仿真结果一致。 6．提出了一种基于Math．Zehnder干涉仪的空间外差光谱技术，阐述了该技 万方数据 摘要术的基本原理，通过光学系统建模与仿真验证了原理正确性。该技术干涉图频率 摘要 术的基本原理，通过光学系统建模与仿真验证了原理正确性。该技术干涉图频率 与对应的入射波长具有完全线性关系，可实现宽谱段范围探测，同时具有双光路 输出的特点。 关键词：空问外差光谱技术傅里叶变换干涉图大孑L径 图谱重构 万方数据 AbstractABSTRACT Abstract ABSTRACT Large aperture spatial heterodyne imaging spectroscopy(LASHIS)is a novel Fourier transform spectroscopy(FTS)with high spectral resolution，high throughput， and hi曲stability．This technology combines the advantages of the large aperture static imaging spectroscopy(LASIS)and the spatial heterodyne spectroscopy(SHS) On the one hand，this technique is based on the large aperture static imaging spectrometer with a pair of parallel gratings introduced in it．This grating pair produces a heterodyned interference frequency and reduces the interference frequency． Thus，a very high spectral resolution can be achieved in a selected spectral band with very little interference sampling points。On the other hand，there is no slit in this system and it is a point·to—point imaging spectrometer．Also，it is based on the common path Sagnac interferometer．It retains the high throughput，high stability advantages of LASIS．LASHIS，with high throughput