Offner型短波红外成像光谱仪的结构分析与实验

发布时间：2023-05-13 18:40

　　为使成像光谱仪能在复杂振动环境和宽温(5～35℃)下使用,基于Offner同心结构凸面光栅的光学系统,研制出短波红外成像光谱仪系统。为了验证结构设计的合理性,利用Patran&Nastran对仪器光机结构进行模态分析、静载分析及热致响应分析,并采用广义逆矩阵方法对静载响应分析结果进行处理,得到仪器光学元件的面形变化和刚体位移数据。在0～40℃温度范围和4g加速度载荷下,仪器光学面形变化的方均根(RMS)值小于34nm,各镜之间相对位置变化小于0.05mm,各镜偏心小于0.05mm,满足仪器面形和刚体位移公差要求。振动实验表明,成像光谱仪的一阶模态为559Hz,远高于一般环境激励,其刚度满足使用要求。温度实验表明,宽温范围内波长极值漂移为0.306pixel,光谱带宽极值变化为0.493Δ(Δ为吸收峰的半峰全宽)。工程分析和实验验证了该结构的环境适应性,这对仪器工程化具有重要的实用价值。

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
1 引言
2 Offner型短波红外分光光学系统
3 成像光谱仪的结构设计
4 工程分析
    4.1 有限元模型
    4.2 模态分析
    4.3 利用广义逆矩阵方法求解面形变化和刚体位移
    4.4 加速度载荷分析
    4.5 热载荷分析
5 环境实验
    5.1 力学环境实验
    5.2 热光学实验
    5.3 温度对光谱数据质量影响的分析
6 结论



本文编号：3816293