线性渐变滤光片光学特性测试方法研究

作     者：吴林蔚 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾延安

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：线性渐变滤光片 光谱透过率 非均匀性 视场角 楔角 

摘      要：随着光电信息技术的发展,成像光谱技术在航空航天、工业检测及人们的日常生活中的应用不断深入。分光元件是成像光谱仪的关键元件之一,其性能直接影响成像光谱仪的主要技术指标。以线性渐变滤光片作为分光元件的成像光谱仪结构简单、集成度高且体积小,具有很好的应用前景。但在线性渐变滤光片制作过程中由于工艺的不确定性以及使用过程中环境因素的影响,使得线性渐变滤光片的光谱特性发生变化。因此,测量线性渐变滤光片光谱特性对其研制及后续的应用都至关重要。本文在大量检索国内外相关文献的基础上,详细介绍了线性渐变滤光片的分光原理,以线性渐变滤光片在成像光谱仪中的应用为目的,确定了需要测量的线性渐变滤光片光谱特性参数。设计了利用光纤光谱仪测量线性渐变滤光片光谱透过率曲线的实验方案,并分析了光束光斑面积对测量结果的影响。对现有的线性渐变滤光片光谱透过率曲线的近似拟合函数改进,使用分段函数拟合光谱透过率曲线,提高拟合度,获得更精确的峰值透过率、半波宽、线性渐变系数等光谱特性参数。在垂直于波长变化的方向上,分别使用光纤光谱仪和图像传感器实验测量线性渐变滤光片该方向上不同位置的中心波长及峰值透过率,并对其非均匀性进行了分析。理论研究了入射光以顺楔角及逆楔角倾斜入射的情况下,线性渐变滤光片的光谱特性随入射角的变化规律。搭建了实验装置,测量了不同入射角下线性渐变滤光片的光谱透过率曲线,分析光谱透过率曲线的中心波长和半波宽参数随入射角的变化,为后续的实际应用提供依据。