曲面棱镜Offner高光谱成像系统的设计研究

发布时间：2017-09-13 16:21

  本文关键词：曲面棱镜Offner高光谱成像系统的设计研究

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【摘要】：Offner型成像光谱仪将成像和光谱技术相融合,可获得目标表观和光谱图像,实现图像光谱融合。通过对不同波段图像对比,增强了目标的可识别性,可广泛应用于对地监测、水质监测和生物医学领域。其中Offner型曲面棱镜光谱仪成像的非线性问题比较明显,对光谱成像性能有较大影响。因此,校正Offner型曲面棱镜光谱仪成像非线性问题具有非常重要的意义。本文围绕Offner型曲面棱镜光谱仪设计了曲面棱镜Offner高光谱成像系统和改进型曲面棱镜Offner高光谱成像系统。利用折射球面球差为零的优点,设计了同心结构曲面棱镜。为校正系统成像的非线性,推导了消非线性玻璃组合。依据光谱仪的规格要求,选择了Offner中继反射系统。考虑到缩短系统的设计时间,推导出光线在单个折射球面和球面之间传播的公式,并编写了系统初始结构程序。通过设计的程序可得到一个好的初始结构,并在初始结构基础上,设计了满足要求的光谱仪。依据评价设计光谱仪的像质,判断光谱仪是否满足设计要求。根据当今加工装调工艺水平,对满足设计要求的光谱仪进行公差分析,并判断光学系统性能在公差下是否符合要求。本文设计的曲面棱镜Offner高光谱成像系统能够满足一般应用领域要求,尤其是改进型曲面棱镜Offner高光谱成像系统校正成像非线性,可获得更好的成像质量。
【关键词】：高光谱成像仪 Offner中继系统 同心结构 曲面棱镜
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 论文的研究背景7-8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-14
• 2 曲面棱镜成像的基本理论14-25
• 2.1 成像原理14-18
• 2.1.1 曲面棱镜成像原理14-17
• 2.1.2 中继转折系统原理17-18
• 2.2 单个球面算法表达式18-22
• 2.3 光谱仪设计要求及光学系统优化22-23
• 2.3.1 光谱仪设计要求22-23
• 2.3.2 光学系统优化23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 曲面棱镜Offner高光谱成像系统设计25-41
• 3.1 光学结构及指标参数25-26
• 3.2 光学设计和像质评价26-38
• 3.2.1 设计原理27-28
• 3.2.2 光学设计28-34
• 3.2.3 像质评价34-38
• 3.3 公差分析38-40
• 3.3.1 公差制定原则和结构参数分析38-39
• 3.3.2 公差分配及优化结果39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 改进型曲面棱镜Offner高光谱成像系统设计41-60
• 4.1 光学结构41-42
• 4.2 光学设计和像质评价42-57
• 4.2.1 设计原理42-45
• 4.2.2 光学设计45-55
• 4.2.3 像质评价55-57
• 4.3 公差分析57-59
• 4.3.1 公差制定原则和结构参数设计57-58
• 4.3.2 公差分配及优化结果58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 总结与展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-65

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本文编号：844747