新型干涉高光谱成像系统的光束剪切特性分析
本文关键词: 光谱学 干涉 双折射 光程差 出处:《物理学报》2017年19期 论文类型:期刊论文
【摘要】:提出了一种基于新型双折射横向剪切分束器的高光谱成像方法,采用的横向剪切分束器主要由Wollaston棱镜和角锥反射体组成.在分析双折射分束器的偏光结构和分光机理的基础上,利用光线追迹方法分析了光束在Wollaston棱镜中的传播特性,通过计算光束在双折射分束器中的传播方向及出射位置,推导出调制光程差的理论表达公式.根据理论推导结果,分别仿真分析了系统在不同扫描模式下光程差与入射光视场角以及角锥顶点偏移量的调制关系.基于理论分析结果搭建了实验装置,对光程差分析结果进行验证,实验结果与理论分析结果匹配较好.所提方法可以提高剪切光束的平行性,保证干涉条纹的高调制度,降低了复原光谱准确度对光学装调精度和元件加工精度的依赖性,具有结构稳定、复杂度低的显著特点.
[Abstract]:A novel hyperspectral imaging method based on a new birefringent transverse shearing beam splitter is proposed. The transverse shear beam splitter is mainly composed of Wollaston prism and angle cone reflector. Based on the analysis of the polarizing structure and light splitting mechanism of the birefringent beam splitter. The propagation characteristics of the beam in the Wollaston prism are analyzed by the ray tracing method. The propagation direction and the exit position of the beam in the birefringent beam splitter are calculated. The theoretical expression formula of modulation optical path difference is derived. The modulation relationship between the optical path difference and the angle of view and the angle of angle of the angle of view and the offset of the angle cone in different scanning modes of the system are simulated and analyzed, and the experimental device is built based on the theoretical analysis results. The experimental results are well matched with the theoretical results. The proposed method can improve the parallelism of the shearing beams and ensure the high modulation of the interference fringes. It reduces the dependence of the recovery spectral accuracy on the optical mounting accuracy and the machining accuracy of the components. It has the advantages of stable structure and low complexity.
【作者单位】: 南京理工大学电子工程与光电技术学院;南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:61475072) 国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2013YQ150829) 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:30916014112-010) 江苏省研究生科研创新计划(批准号:KYLX16_0426)资助的课题~~
【分类号】:TP391.41
【正文快照】: 1引言 高光谱成像技术将成像技术与光谱探测技术结合在一起,可以同时获取探测目标的二维空间信息和精细光谱信息.得益于在可见光和红外波段的细分成像,该技术为物质的特性分析提供了一种有效的判定手段,在生物医疗、环境监测、精准农业、伪装识别、资源勘探、文物鉴定、刑事
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