收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大视场光纤成像光谱仪光学系统研究

程欣  
【摘要】:增大视场可以提高成像光谱仪的工作效率,大视场宽覆盖是下一代成像光谱仪的发展趋势。视场增大通常会导致遥感器质量和体积的增加,如何在获得大视场的同时具有小型化与轻量化的结构是每个成像光谱仪设计者应该权衡的问题。为了突破成像光谱仪质量与体积对视场的限制,提出使用光纤传像束代替色散型成像光谱仪中的狭缝来链接望远镜和光谱仪组成光纤成像光谱仪。利用线列光纤传像束柔软可拆分的特点,将望远镜的线性大视场拆分为若干个小视场,将它们折叠分离放置于光谱仪物面上,经过光谱仪分光成像至同一焦平面上。因为这些小视场独立成像且共用一个光谱仪和探测器,这不仅能显著增大视场,而且能有效减小体积和谱线畸变。在光谱仪结构的选择方面,同心结构被公认为适合用作光谱成像系统,分析并总结了若干同心光谱成像结构的特点,最终选用Offner结构Féry棱镜双通结构作为光谱成像系统。根据研究目标,设计了一个星载大视场光纤成像光谱仪,其线视场为72mm,介绍了设计过程并给出设计结果。设计结果表明,这种光谱仪既继承了Offner结构结构小畸变小的优点,又克服了光栅光谱仪衍射效率低、谱线级次重叠的缺点。 光纤成像光谱仪是二重采样成像系统,不满足线性空间不变条件,并且光纤束的耦合作用与系统存在的像差和指标偏差会使采样过程变得混乱复杂,导致成像质量的下降,因此需要重新建立调制传递函数(MTF)来评价其像质。从线扩散函数出发,推导出二重采样系统的线扩散函数计算公式,建立了级联MTF计算模型。利用该模型评价了设计的光纤成像光谱仪,为了体现光纤成像光谱仪的优点,将其与狭缝型Offner光栅光谱仪在同等指标要求下作比较,给出了主要指标的比较结果。比较结果表明,光纤光谱仪的体积为后者的约1/5,畸变也得到了控制,但像质有所下降,这表明光纤光谱能同时获得大视场和小体积是以牺牲部分MTF值为代价的。光纤束在光能传输过程中存在F数退化和耦合效率不高的缺点,对此提出在光纤束两端使用微透镜阵列组成光纤-微透镜阵列模块。分析了光纤-微透镜阵列光谱仪的工作原理和采样过程。分析表明它克服了光纤光谱仪的缺点,性能指标突出,但结构复杂研制难度大,若要工程化尚需作进一步研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高国龙;成像光谱仪用单个色散元件取代复合红外光学装置[J];红外;1996年08期
2 孙燕萍,高军;棱镜成像光谱仪色散特性研究[J];航天返回与遥感;1999年04期
3 郑玉权,禹秉熙;成像光谱仪分光技术概览[J];遥感学报;2002年01期
4 左保军,张爱红;成像光谱仪的光学系统设计[J];光学技术;2002年02期
5 高国龙;对飞行任务适应性强的窄带可调谐成像光谱仪[J];红外;2005年05期
6 杨新军,王肇圻,孙强,母国光;基于二元光学的红外成像光谱仪离轴系统设计[J];光子学报;2005年04期
7 蒋青松;成像光谱仪的光谱分辨率技术[J];红外;2001年10期
8 杨宜;;成像光谱仪光谱定标技术[J];红外;2006年08期
9 刘良云,袁艳,相里斌,李英才;高通量层析成像光谱仪的仿真研究[J];光学学报;2001年02期
10 舒宁;国内外有关成像光谱数据影像分析方法研究[J];国土资源遥感;1998年01期
11 张义彬;曲家惠;;遥感成像光谱仪在岩矿学中的应用研究[J];遥感技术与应用;1993年02期
12 N.Gat,顾聚兴;热红外成像光谱仪(上)[J];红外;1999年04期
13 疏小舟,汪骏发,沈鸣明,匡定波;航空成像光谱水质遥感研究[J];红外与毫米波学报;2000年04期
14 于斌,彭翔,牛憨笨;二元光学双波段红外成像光谱仪[J];光子学报;2005年01期
15 李四海,王华,刘振民,韩震;中分辨率成像光谱仪数据的滩涂环境遥感应用能力研究[J];海洋测绘;2005年02期
16 杨建峰;赵葆常;阮萍;薛彬;;干涉成像光谱技术及其空间应用[J];红外与激光工程;2008年S3期
17 张军强;吴清文;颜昌翔;;星载成像光谱仪杂散光检测技术[J];中国光学与应用光学;2010年04期
18 张斧;星载成像光谱仪遥感信源信号量化技术的研究[J];仪器仪表学报;1995年04期
19 刘银年,薛永祺,王建宇,沈鸣明;实用型模块化成像光谱仪[J];红外与毫米波学报;2002年01期
20 ;上海技术物理所“实用型模块化成像光谱仪系统”荣获上海市科学技术进步奖一等奖[J];红外;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马智宏;王秋平;朱大洲;黄文江;王北洪;周全;;自主研发的成像光谱仪应用及建模初探[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
2 周全;吴刚;王秋平;石春;佟亚军;马智宏;;高分辨率推扫式成像光谱仪的设计及其田野应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 王淑荣;李福田;;全球二氧化碳分布监测仪发展现状与建议[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
4 吴琼水;陈奋飞;刘佳;曾立波;;基于AOTF的月面巡视成像光谱仪[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
5 黄海清;毛志华;;成像光谱仪辐射率动态范围分析[A];成像光谱技术与应用研讨会论文集[C];2002年
6 毛志华;黄海清;;成像光谱仪海洋水色通道替代定标研究[A];成像光谱技术与应用研讨会论文集[C];2002年
7 赵慧洁;程宣;周鹏威;;用于火星探测的AOTF成像光谱仪设计[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 董瑛;尤政;;微小卫星成像光谱仪方案研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
9 方抗美;;模块化机载成像光谱仪光学系统[A];第六届成像光谱技术与应用研讨会文集[C];2006年
10 胥学荣;郑列华;危峻;;推扫式宽视场成像光谱仪[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(B 光学系统设计与制造技术专题)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 薛庆生;用于空间大气遥感的临边成像光谱仪研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
2 张春雷;成像光谱仪光谱辐射定标新方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
3 程欣;大视场光纤成像光谱仪光学系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
4 于磊;空间电离层高层大气遥感天底—临边成像光谱仪研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 刘玉娟;基于同心光学系统的新型成像光谱仪研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
6 汪逸群;成像光谱仪运动补偿实现技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
7 李聪;大气紫外成像光谱仪地面测试与定标技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2010年
8 宋昕;紫外临边成像光谱仪的热控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
9 吴振洲;微型Offner成像光谱仪和光谱数据处理[D];中国科学技术大学;2012年
10 徐睿;深空探测AOTF红外成像光谱仪系统定标技术研究[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王劼;田野成像光谱仪中小麦叶绿素含量模型研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 尚杨;光栅型成像光谱仪噪声抑制技术研究[D];西安工业大学;2012年
3 李珣;光栅型成像光谱仪光学系统设计[D];西安工业大学;2012年
4 刘子寒;长波红外成像光谱仪的设计与研究[D];苏州大学;2013年
5 孙宝朋;组件透射式成像光谱仪的设计与应用研究[D];南京理工大学;2014年
6 刘晓博;色散型成像光谱仪光学系统物理效应的建模与仿真[D];西安电子科技大学;2012年
7 孙慈;成像光谱仪全视场自动化光谱定标技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
8 常波;光谱成像系统性能评估技术研究[D];西安工业大学;2014年
9 段利华;基于LCTF的成像光谱仪定标与测试系统研究[D];华中科技大学;2011年
10 白鹏;显微干涉成像光谱技术的理论研究[D];西安工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 魏景云 张海东 蔡淑英;风云三号成像光谱仪预研通过评估[N];中国气象报;2003年
2 桑田;对地观测调查技术成熟了[N];中国国土资源报;2005年
3 王建宇;积二十年探索创新之力 理论成果终成实用技术[N];文汇报;2006年
4 张忠霞;土卫六被发现有湖有云有雨,还没水[N];新华每日电讯;2008年
5 记者 于德福;对地观测技术助国土资源调查[N];地质勘查导报;2005年
6 本报记者 房琳琳;“窥探”探月实验室[N];科技日报;2006年
7 ;6套探测仪探秘月宫[N];北京日报;2007年
8 本报特约记者  司马杭仁;“火星勘测轨道器”首要使命找生命[N];大众科技报;2006年
9 本报记者  曹玲娟;用红外的“眼睛”看世界[N];人民日报;2006年
10 ;连接现实世界与信息世界[N];计算机世界;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978