凸面光栅衍射效率测量系统的研制与分析

发布时间：2023-12-03 20:00

　　以凸面光栅为核心色散元件的成像光谱仪具有相对口径大、成像质量优良、结构紧凑等优点,在遥感领域有着十分广阔的应用前景。其中,凸面光栅的衍射效率是十分重要的指标参数,直接影响着光谱仪器的能量传输,并且可用于指导光栅制作工艺的改进。因此,建立一套凸面光栅衍射效率的测量系统并分析其测量性能具有重要的研究意义。本文首先介绍了光栅的发展历史、基本特性和光栅衍射效率测量系统的研究现状;分析了现有的线谱法、连续扫描法与傅里叶变换法等三种光栅衍射效率测量方法的测量原理;在比较了这三种测量方法优缺点的基础上,结合凸面光栅本身的衍射特性,确定使用线谱法测量凸面光栅的衍射效率。然后,对凸面光栅衍射效率测量系统的四个主要组成部分——光源、前置系统、色散系统和探测器进行了性能分析,确定了测量系统的光路结构;利用Zemax光学设计软件给出了测量系统像面上的点列图以及光斑尺寸。最后利用SolidWorks实体模型设计软件对测量系统中的各光学元件和机械结构件的尺寸及分布进行了仿真。为了验证设计的测量系统的可行性,按照分析和仿真结果,完成了凸面光栅衍射效率测量系统的建立工作。对口径35mm、曲率半径72.5mm、闪耀角6...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 衍射光栅的发展和研究现状
    1.3 光栅衍射效率测量技术的发展和研究现状
        1.3.1 国内研究和发展现状
        1.3.2 国外发展现状
    1.4 本文的研究目的和研究内容
第二章 光栅衍射效率的测量原理和方法
    2.1 衍射光栅基础理论
    2.2 光栅衍射效率的定义
    2.3 光栅衍射效率测量原理
        2.3.1 线谱法
        2.3.2 连续扫描法
        2.3.3 傅里叶变换法
    2.4 凸面光栅衍射效率测量方法的确定
    2.5 本章小结
第三章 凸面光栅衍射效率测量系统设计与仿真
    3.1 测量系统的主要组成部分
    3.2 测量系统的元件选型与光学分析
    3.3 测量系统的设计与仿真结果
    3.4 测量系统的测量流程与工作条件
    3.5 本章小结
第四章 凸面光栅衍射效率的测量和不确定度评定
    4.1 测量结果的表示与不确定度的评定流程
    4.2 测量不确定度评定内容
        4.2.1 确定被测量和测量方法
        4.2.2 建立测量模型和分析不确定度来源
        4.2.3 输入量估计值的标准不确定度评定
        4.2.4 合成标准不确定度的计算
        4.2.5 扩展不确定度
    4.3 绝对衍射效率测量结果
    4.4 本章小结
第五章 凸面光栅衍射效率测量系统性能分析
    5.1 测量结果与理论分析
    5.2 测量系统稳定性分析
    5.3 测量系统重复性分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
致谢



本文编号：3870292