基于DMD的编码孔径光谱成像光学系统设计
发布时间：2022-02-22 23:08
编码孔径光谱成像仪由于其高光通量、高信噪比和灵活的编码方式等优点,现已成为成像光谱仪领域的研究热点。数字微镜器件（digital micromirror device,DMD）作为编码孔径器件的理想元件,为编码孔径光谱成像仪的开发提供新技术的同时也为光学系统的设计带来新的挑战。DMD的使用会降低光学系统的性能水平并增加系统设计难度。自基于DMD的编码孔径光谱成像仪诞生至今,各领域的研究学者对其进行了一系列的研究报道。这些研究主要集中在编码模板、图谱混叠、编码矩阵优化设计和图像复原等方面,很少有关于光学系统的研究,并且至今未有深入研究DMD对光学系统影响的报道。基于编码孔径光谱成像仪高性能和系统工程化的要求,以及DMD对光学系统影响研究的欠缺,本文进行了如下研究:1)研究两种结构形式的编码孔径光谱成像系统,结合结构形式和编码方式的特点,分析基于DMD的凝视成像式光谱维编码孔径成像光谱仪光学系统工作原理与光谱分辨率。2)基于DMD在光学系统中引起像差的成因及其在会聚光路中的成像特性,理论分析DMD对编码孔径光谱成像光学系统的影响,并提出相应的解决方案以减小DMD对系统像质的影响,指导光学系...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第2章 基于DMD的编码孔径光谱成像系统原理
2.1 光学多通道复用技术
2.2 编码孔径光谱成像系统结构
2.2.1 空间维编码型
2.2.2 光谱维编码型
2.3 光谱维编码型光学系统原理
2.3.1 光学系统工作原理
2.3.2 光谱分辨率
2.4 本章小结
第3章 DMD对编码孔径光谱成像光学系统的影响
3.1 DMD在会聚光路中的成像特性
3.2 DMD对光学系统的影响研究
3.2.1 光学系统不对称性
3.2.2 纵向色差
3.3 光学系统中DMD像差的校正
3.4 本章小结
第4章 编码孔径光谱成像光学系统设计及分析
4.1 器件选取及参数计算
4.1.1 技术指标
4.1.2 系统关键器件选取
4.1.3 子系统参数计算
4.2 光谱仪光学系统的设计与分析
4.2.1 前置光学系统的设计与分析
4.2.2 分光系统的设计与分析
4.2.3 整体光学系统的设计与分析
4.3 本章小结
第5章 光学系统公差分析
5.1 光学系统公差制定方法
5.2 光学系统公差分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字微镜Hadamard变换光谱仪光谱反演矩阵标定及实验[J]. 徐君,谢正茂. 红外与激光工程. 2019(07)
[2]数字微镜器件在会聚成像光路中的像差分析[J]. 孙永强,胡源,王月旗,王祺,付跃刚. 光学学报. 2019(03)
[3]基于哈达玛矩阵编码测量的自适应压缩成像[J]. 骆乐,陈钱,戴慧东,顾国华,何伟基. 液晶与显示. 2018(10)
[4]多帧图像编码孔径光谱成像技术[J]. 刘世界,张旭东,张月,李春来,王建宇. 红外与毫米波学报. 2017(06)
[5]基于DMD的编码孔径成像光谱仪编码矩阵设计[J]. 张昊,汤心溢,于洋,张宁. 半导体光电. 2016(05)
[6]数字微镜光谱仪光谱能量理论的研究与实验[J]. 张智海,高玲肖,张文凯. 红外与激光工程. 2014(08)
[7]阿达玛变换光谱仪中微镜衍射现象的研究[J]. 李凯,石磊,高志帆,郑信文,曾立波,吴琼水. 光子学报. 2013(09)
[8]数字微镜光谱仪的互补S编码矩阵的设计及实验[J]. 张智海,高玲肖,郭媛君,王伟,莫祥霞. 光谱学与光谱分析. 2012(12)
[9]一种数字微镜控制的近红外阿达玛变换光谱仪[J]. 李凯,石磊,曾立波,吴琼水. 华中科技大学学报(自然科学版). 2012(10)
[10]高光谱侦察技术特点及其对地面军事目标威胁分析[J]. 麻永平,张炜,刘东旭. 上海航天. 2012(01)
博士论文
[1]基于数字微镜的编码成像光谱仪的研究[D]. 马翠.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
[2]基于DMD的编码孔径成像光谱仪关键技术研究[D]. 张昊.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2016
[3]基于MEMS的全固态双增益阿达玛光谱仪关键技术研究[D]. 范玉.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
硕士论文
[1]编码孔径成像光谱仪系统集成及光谱复原实验研究[D]. 朱丹彤.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]编码孔径高光谱图像的低秩重建方法[D]. 董健.南昌大学 2016
本文编号：3640367
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第2章 基于DMD的编码孔径光谱成像系统原理
2.1 光学多通道复用技术
2.2 编码孔径光谱成像系统结构
2.2.1 空间维编码型
2.2.2 光谱维编码型
2.3 光谱维编码型光学系统原理
2.3.1 光学系统工作原理
2.3.2 光谱分辨率
2.4 本章小结
第3章 DMD对编码孔径光谱成像光学系统的影响
3.1 DMD在会聚光路中的成像特性
3.2 DMD对光学系统的影响研究
3.2.1 光学系统不对称性
3.2.2 纵向色差
3.3 光学系统中DMD像差的校正
3.4 本章小结
第4章 编码孔径光谱成像光学系统设计及分析
4.1 器件选取及参数计算
4.1.1 技术指标
4.1.2 系统关键器件选取
4.1.3 子系统参数计算
4.2 光谱仪光学系统的设计与分析
4.2.1 前置光学系统的设计与分析
4.2.2 分光系统的设计与分析
4.2.3 整体光学系统的设计与分析
4.3 本章小结
第5章 光学系统公差分析
5.1 光学系统公差制定方法
5.2 光学系统公差分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字微镜Hadamard变换光谱仪光谱反演矩阵标定及实验[J]. 徐君,谢正茂. 红外与激光工程. 2019(07)
[2]数字微镜器件在会聚成像光路中的像差分析[J]. 孙永强,胡源,王月旗,王祺,付跃刚. 光学学报. 2019(03)
[3]基于哈达玛矩阵编码测量的自适应压缩成像[J]. 骆乐,陈钱,戴慧东,顾国华,何伟基. 液晶与显示. 2018(10)
[4]多帧图像编码孔径光谱成像技术[J]. 刘世界,张旭东,张月,李春来,王建宇. 红外与毫米波学报. 2017(06)
[5]基于DMD的编码孔径成像光谱仪编码矩阵设计[J]. 张昊,汤心溢,于洋,张宁. 半导体光电. 2016(05)
[6]数字微镜光谱仪光谱能量理论的研究与实验[J]. 张智海,高玲肖,张文凯. 红外与激光工程. 2014(08)
[7]阿达玛变换光谱仪中微镜衍射现象的研究[J]. 李凯,石磊,高志帆,郑信文,曾立波,吴琼水. 光子学报. 2013(09)
[8]数字微镜光谱仪的互补S编码矩阵的设计及实验[J]. 张智海,高玲肖,郭媛君,王伟,莫祥霞. 光谱学与光谱分析. 2012(12)
[9]一种数字微镜控制的近红外阿达玛变换光谱仪[J]. 李凯,石磊,曾立波,吴琼水. 华中科技大学学报(自然科学版). 2012(10)
[10]高光谱侦察技术特点及其对地面军事目标威胁分析[J]. 麻永平,张炜,刘东旭. 上海航天. 2012(01)
博士论文
[1]基于数字微镜的编码成像光谱仪的研究[D]. 马翠.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
[2]基于DMD的编码孔径成像光谱仪关键技术研究[D]. 张昊.中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 2016
[3]基于MEMS的全固态双增益阿达玛光谱仪关键技术研究[D]. 范玉.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
硕士论文
[1]编码孔径成像光谱仪系统集成及光谱复原实验研究[D]. 朱丹彤.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]编码孔径高光谱图像的低秩重建方法[D]. 董健.南昌大学 2016
本文编号：3640367
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