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衍射光谱成像研究

梁靖宇  
【摘要】:衍射光谱成像技术是同时利用衍射光学元件色散和成像性能的一种光谱成像技术,通过这种技术研制成的衍射成像光谱仪具有高光通量、高信噪比、体积小、重量轻、坚固耐用、价格低廉,便于实现小型化和轻量化等优点,并在诸多领域有着广泛的应用。衍射光谱成像技术是非常具有发展前景的光谱成像技术。 本文围绕着衍射光谱成像技术展开,对衍射光谱成像技术理论及其发展进行了较为全面细致的阐述。通过对衍射光学透镜的光谱成像特性的分析研究,提出了一个统一的表示衍射光谱成像横向放大率的公式,在公式分析的基础上综合考察了几种衍射光谱成像光路结构并解析了各光路的优缺点;通过对曲面微结构的衍射效率的研究和分析,提出了将光学微结构制作在曲面基底上作为衍射透镜的方案,并在此基础上研究了衍射透镜的设计及参数对光谱成像的影响,对像空间线性化进行了深入细致的分析;深入系统的研究了衍射透镜光谱成像理论,分析了点扩展函数的理论模型和衍射光学元件三维成像模型,研究了光谱重构解模糊算法并用来重构目标的二维空间信息和一维光谱信息;设计加工出了实验需要的衍射镜头,搭建了结构紧凑而光路简单实用的实验装置并进行了初步的实验;在实验分析的基础上对衍射光谱成像技术的发展做了进一步的展望。


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