棱镜-光栅-棱镜光谱成像系统的光学设计 被引量：12

1

作者 朱善兵 季轶群 +3 位作者 宫广彪 张蕊蕊 沈为民 唐敏学 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2270-2273,共4页

设计了一种基于棱镜-光栅-棱镜(Prism-Grating-Prism,PGP)分光器件的新型成像光谱仪.论述了此成像光谱仪的工作原理和结构形式,包括PGP、准直物镜和成像物镜的设计要求.PGP元件中采用体积相位全息透射光栅,可以获得高的衍射效率,并且能... 设计了一种基于棱镜-光栅-棱镜(Prism-Grating-Prism,PGP)分光器件的新型成像光谱仪.论述了此成像光谱仪的工作原理和结构形式,包括PGP、准直物镜和成像物镜的设计要求.PGP元件中采用体积相位全息透射光栅,可以获得高的衍射效率,并且能与棱镜较好地胶合.给出了此成像光谱仪的设计结果,其光谱范围为400～800 nm,像元光谱分辨率约1.6 nm,系统长度为85 mm. 展开更多

关键词 棱镜-光栅-棱镜 成像光谱仪 体全息相位光栅 光学设计

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短波红外棱镜-光栅-棱镜成像光谱仪光学系统设计 被引量：11

2

作者 袁立银 何志平 +1 位作者 舒嵘 王建宇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期831-834,共4页

提出了一种基于棱镜-光栅-棱镜分光器件的短波红外成像光谱仪光学系统,该系统由离轴三反射式望远物镜、准直镜、棱镜-光栅-棱镜和会聚镜组成,光谱覆盖950~2500 nm,空间视场达到22.5°.在实现宽视场、宽波段设计的同时,优化设计了棱... 提出了一种基于棱镜-光栅-棱镜分光器件的短波红外成像光谱仪光学系统,该系统由离轴三反射式望远物镜、准直镜、棱镜-光栅-棱镜和会聚镜组成,光谱覆盖950~2500 nm,空间视场达到22.5°.在实现宽视场、宽波段设计的同时,优化设计了棱镜-光栅-棱镜分光器件的各个参量.通过偏斜会聚镜光轴和棱镜-光栅-棱镜光轴在光谱维的角度,可以良好地校正色畸变keystone和谱线弯曲smile,将二者控制在5μm以下,使得成像光谱仪获取的光谱信息更为准确. 展开更多

关键词 光学设计 成像光谱仪 离轴三反射镜 棱镜-光栅-棱镜器件

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棱镜-光栅-棱镜分光模块整体化设计及衍射特性分析 被引量：5

3

作者 何天博 巴音贺希格 +2 位作者 李文昊 孔鹏 唐玉国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期279-284,共6页

PGP模块是超光谱成像仪中重要分光器件。为了能够在制作前有效预测PGP整个系统的衍射效率分布及其衍射特性,提出了PGP整体化设计方法。从体位相全息光栅设计角度出发,结合棱镜与光栅各项参数的制约关系,编制了计算PGP整体衍射效率的分... PGP模块是超光谱成像仪中重要分光器件。为了能够在制作前有效预测PGP整个系统的衍射效率分布及其衍射特性,提出了PGP整体化设计方法。从体位相全息光栅设计角度出发,结合棱镜与光栅各项参数的制约关系,编制了计算PGP整体衍射效率的分析软件,综合考察了棱镜与光栅各项参数对PGP模块衍射特性的影响,讨论了光栅布拉格波长的漂移特性,据此设计了一种用于成像光谱仪的宽波段高衍射效率PGP分光模块。模拟结果表明:棱镜1材料的色散系数越小,PGP的光谱带宽越窄;光栅布拉格波长的漂移增大了PGP模块和光栅的光谱带宽,带宽增大使光栅的角度选择性随之增大,拓宽了棱镜1材料的选择要求;棱镜1顶角、光栅的胶层厚度和相对介电常数调制度等参数是影响PGP衍射效率分布的重要因素,制作时需要精确控制。利用此方法设计的PGP分光模块在400～1 000nm波段范围内衍射效率不低于50%,并给出具体设计参数,这对PGP制作具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 棱镜-光栅-棱镜 整体化设计 体位相全息光栅 衍射特性 角度选择性

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格兰-付科棱镜光强透射比曲线波动成因的研究 被引量：2

4

作者 徐兆鹏 朱化凤 +3 位作者 刘鑫 王天阳 刘佩 李超 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期405-409,共5页

随空间入射角的连续变化,格兰-付科棱镜的光强透射比曲线会产生较大的波动。为了抑制这种波动,利用偏振光实验系统对格兰-付科棱镜的光强透射比进行了实验,并在假设棱镜空气隙间存在多光束干涉的条件下,对棱镜的光强透射比实验的过程进... 随空间入射角的连续变化,格兰-付科棱镜的光强透射比曲线会产生较大的波动。为了抑制这种波动,利用偏振光实验系统对格兰-付科棱镜的光强透射比进行了实验,并在假设棱镜空气隙间存在多光束干涉的条件下,对棱镜的光强透射比实验的过程进行了数值模拟。模拟结果和实验结果吻合的非常好。首次相对定量地给出了格兰-付科棱镜的光强透射比曲线随入射角变化而波动的根本原因。并提出了两种抑制格兰-付科棱镜光强透射比曲线波动的方法。结果表明,产生波动的原因是由于棱镜在充当检偏器的过程中,随着步进电机的转动,光束在空气隙上的入射角不断变化,引起空气隙间干涉光束光程差的变化,进而影响多光束干涉加强或减弱而产生的。曲线上的波动较大的原因来自于格兰-付科棱镜的透射光束在切割面上是入射面的s分量,其光强反射比较大的缘故。这一结果对研究具有光强透射比曲线波动抑制功能的格兰-付科棱镜是有帮助的。 展开更多

关键词 光学器件 格兰-付科棱镜 马吕斯定律 光强透射比 光干涉

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白光——光栅再现普通透射全息图原理 被引量：5

5

作者 张卫平 何小荣 沈晓明 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第4期293-296,共4页

根据全息术基本原理 ,从理论上分析得到了白光再现普通透射全息图获得各色像重合需要满足的条件 ,论述了利用光栅实现该条件的可行性 ,给出了辅助光栅、全息图与再现图像位置的关系方程 。

关键词 全息术 白光-光栅再现普通透射全息图 虚光谱 清晰度 光学

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无缝光谱仪用紫外透射闪耀光栅的制作 被引量：2

6

作者 陈智文 王雅楠 +4 位作者 蔡茂琦 陈火耀 刘正坤 邱克强 洪义麟 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期73-80,共8页

无缝光谱巡天是如今国际天文学研究的重点方向,相比较地基巡天任务,空间巡天可获取更多紫外波段与红外波段的光谱信息,其发展受到色散元件的制约,针对紫外波段的核心色散元件|紫外透射闪耀光栅开展了一系列研究.通过全息干涉光刻产生图... 无缝光谱巡天是如今国际天文学研究的重点方向,相比较地基巡天任务,空间巡天可获取更多紫外波段与红外波段的光谱信息,其发展受到色散元件的制约,针对紫外波段的核心色散元件|紫外透射闪耀光栅开展了一系列研究.通过全息干涉光刻产生图形,离子束垂直刻蚀将图形转移至基底形成光栅掩模,利用光栅掩模对倾斜离子束的遮挡作用,使得槽底不同部位受到离子束的轰击通量不同,从而获得非对称的槽形结构.实验分析了倾斜离子束刻蚀中沉积物的主要组成以及对槽形和闪耀角度的影响,并在去除沉积物影响的情况下,成功制作了线密度为333 lines/mm,闪耀角度分别为13.2◦、10.5◦的紫外透射闪耀光栅,峰值衍射效率分别可达理论值的88%以及92%,为制作高衍射效率紫外透射闪耀光栅奠定了基础. 展开更多

关键词 仪器:光谱仪 方法:数据分析 全息-离子束刻蚀 紫外透射闪耀光栅

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双通道成像光谱仪共用离轴三反射光学系统的设计 被引量：11

7

作者 姚波 袁立银 +1 位作者 亓洪兴 舒嵘 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第7期419-424,共6页

提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像... 提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像仪大视场、宽谱段的要求,而且提高了系统的光学效率,使系统结构更加紧凑,双通道光谱仪均采用棱镜-全息透射光栅-棱镜分光组件分光,实现了宽光谱分光,提高了衍射效率,系统实现光谱范围覆盖450～2500nm,全视场达23.9°。 展开更多

关键词 光学系统设计 双通道成像光谱仪 离轴三反射 棱镜-全息透射光栅-棱镜

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用于肿瘤手术在线诊断的成像光谱仪的研制 被引量：10

8

作者 崔继承 唐玉国 +2 位作者 撖芃芃 潘明忠 张金男 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3043-3049,共7页

利用成像光谱仪图谱合一的特性,研制了一台用于临床诊断及术中导航定位的棱镜-光栅-棱镜式小型医用成像光谱仪。介绍了该成像光谱仪的设计原理,根据应用需求对其光学系统进行了分析,测试了光谱分辨率、谱线弯曲、色畸变等重要光学参数... 利用成像光谱仪图谱合一的特性,研制了一台用于临床诊断及术中导航定位的棱镜-光栅-棱镜式小型医用成像光谱仪。介绍了该成像光谱仪的设计原理,根据应用需求对其光学系统进行了分析,测试了光谱分辨率、谱线弯曲、色畸变等重要光学参数。结果显示,该光谱仪的实际光谱分辨率优于5nm,满足应用需求。将该仪器与手术显微镜集成,进行了大鼠脑肿瘤在线诊断,获取了大鼠脑部胶质肿瘤的成像光谱数据。通过光谱数据分析,实现了脑肿瘤位置与大小的准确判断。该仪器具有光谱分辨率高、体积小、与手术显微镜有通用接口、可在手术中进行在线诊断等优点。 展开更多

关键词 成像光谱仪 棱镜-光栅-棱镜 肿瘤 临床诊断

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可见近红外波段无人机载成像光谱仪设计 被引量：9

9

作者 罗刚银 王弼陡 +1 位作者 陈玉琦 赵义龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期59-68,共10页

为了满足地物成像光谱分析的需要,设计了同轴安装、体积小、重量轻的适用于无人机载的棱镜-光栅-棱镜型可见近红外成像光谱仪.通过角放大率选择、光焦度分配、相对孔径计算设计了视场较大的前置物镜;通过光栅方程求解、体相位全息光栅... 为了满足地物成像光谱分析的需要,设计了同轴安装、体积小、重量轻的适用于无人机载的棱镜-光栅-棱镜型可见近红外成像光谱仪.通过角放大率选择、光焦度分配、相对孔径计算设计了视场较大的前置物镜;通过光栅方程求解、体相位全息光栅布拉格条件约束、棱镜折射定律设计了光谱系统的初始结构;通过工作光谱上下限出射角与探测器光谱维宽度的关系确定了成像物镜的焦距;通过出射光角度明确了出射光谱的非线性.设计的无人机载成像光谱仪工作光谱范围为400~1 000nm,视场角为40°,全工作波段在空间截止频率20.8lp/mm处的传递函数值均大于0.67,光谱分辨率小于3nm.装调了无人机载成像光谱仪对室外绿化树木进行光谱推扫成像实验,实现了树叶的多光谱成像.该成像光谱仪能够有效实现光谱成像,性能良好. 展开更多

关键词 光学设计 可见近红外 前置物镜 棱镜-光栅-棱镜 成像光谱仪

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校谱线弯曲的共轴PGP成像光谱仪光学系统设计 被引量：2

10

作者 樊星皓 刘春雨 +3 位作者 徐明林 刘帅 赵英明 崔亚珍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期179-194,共16页

针对共轴棱镜-光栅-棱镜成像光谱仪的谱线弯曲难以校正的问题,提出了使用弯曲狭缝配合准直镜、聚焦镜畸变校正谱线弯曲的方法。该方法在保留棱镜-光栅-棱镜高衍射效率和光路共轴等优点的基础上,能够校正仪器的谱线弯曲和光谱弯曲。为了... 针对共轴棱镜-光栅-棱镜成像光谱仪的谱线弯曲难以校正的问题,提出了使用弯曲狭缝配合准直镜、聚焦镜畸变校正谱线弯曲的方法。该方法在保留棱镜-光栅-棱镜高衍射效率和光路共轴等优点的基础上,能够校正仪器的谱线弯曲和光谱弯曲。为了提高该方法的通用性,考虑狭缝、镜头畸变、光栅、棱镜等参数,建立棱镜-光栅-棱镜矢量色散模型,给出校正光谱弯曲和谱线弯曲的目标函数,并利用遗传算法对目标函数进行优化,快速计算不同狭缝长度时狭缝形状和镜头参数的最佳组合。用该方法的计算结果设计了一个狭缝长度为22 mm,工作波段为400~800 nm,光谱分辨率为2 nm,F数为3.5的弯曲狭缝PGP成像光谱仪光学系统,该系统谱线弯曲小于1μm,光谱弯曲小于0.7μm,且满足成像质量要求。设计结果表明,用弯曲狭缝配合准直镜、聚焦镜畸变的方法能够有效校正谱线弯曲。 展开更多

关键词 光谱学 校谱线弯曲 弯曲狭缝 棱镜-光栅-棱镜 成像光谱仪 遗传算法

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消谱线弯曲PGP型成像光谱仪系统设计 被引量：8

11

作者 武志昆 石恩涛 王咏梅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期173-178,共6页

针对棱镜-光栅-棱镜(PGP)型成像光谱仪谱线弯曲(Smile)难校正的问题,提出了一种利用狭缝离轴和减小第一块棱镜顶角,再结合会聚镜畸变校正PGP型光谱仪谱线弯曲的方法。该方法在保留了PGP型光谱仪的布拉格(Bragg)衍射和系统共轴等优点的... 针对棱镜-光栅-棱镜(PGP)型成像光谱仪谱线弯曲(Smile)难校正的问题,提出了一种利用狭缝离轴和减小第一块棱镜顶角,再结合会聚镜畸变校正PGP型光谱仪谱线弯曲的方法。该方法在保留了PGP型光谱仪的布拉格(Bragg)衍射和系统共轴等优点的基础上,校正了光谱仪的谱线弯曲和色畸变(Keystone)。在相同的技术指标下,对传统型和改进型PGP模型做了谱线弯曲对比。为了验证该方法的可行性,设计了一款光谱分辨率为2.8 nm的光谱仪,点列图均方根(RMS)半径小于8μm,满足成像质量要求,Smile为1.50μm、Keystone为3.52μm,均小于0.2倍像素。设计结果表明,通过减小棱镜顶角校正中心波长的Smile,利用狭缝离轴实现光谱仪系统共轴,利用会聚镜畸变校正剩余波长的Smile可以有效校正PGP型光谱仪的谱线弯曲。 展开更多

关键词 光学设计 成像光谱仪 棱镜-光栅-棱镜 Bragg衍射 谱线弯曲

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光的偏振与色散

12

《中国光学》 EI CAS 2008年第4期9-10,共2页

关键词 偏振 入射角 色散 相位延迟 全息光栅 透射光强 保偏光纤 棱镜 激光工程 热红外

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