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超光谱成像仪成像链的调制传递函数研究

李宏升  
【摘要】: 光学系统成像链的像质评价是光学检测领域的重要研究课题。本文将超光谱成像仪光学成像链按照独立成像的子系统划分为:望远镜系统、狭缝系统、光谱仪系统和面阵探测器CCD四个主要组成部分。通过分析各个子系统的不同构成,得到了MTF产生的主要原因。 对单狭缝和线列光纤狭缝的静态及动态MTF进行了仿真。结论:同样尺寸情况下,单狭缝的MTF高于线列光纤狭缝的MTF。 对单狭缝和线列光纤狭缝像和CCD像面产生对准偏差的MTF进行了仿真。并针对存在耦合偏差不可恢复的情况,给出了重新插值的补偿方法。 试验以阿贝成像理论和光学傅立叶分析原理为基础,对矩形光栅衍射的频谱进行空间滤波,得到正弦光强测试图。为了方便选择频谱,特别设计了“V”形空间位置滤波器。结合对比度法,利用这套光学装置,提出了针对“超光谱成像仪光学成像链”MTF的“三点测量法”。测量了超光谱成像仪光学成像链的关键组成部分――线列光纤狭缝的MTF,同仿真结果进行了比较,符合较好。 通过试验测量了单狭缝光谱仪和线列光纤狭缝光谱仪的MTF,并进行了比较。结果单狭缝光谱仪的MTF高于线列光纤狭缝光谱仪的MTF,差值较大。这是由于线列光纤狭缝窜长误差累计过大,光纤端面不光滑,对比度降低。所以线列光纤狭缝的制造工艺需要进一步提高。


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