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基于偏振干涉成像光谱仪的视场增强和相位热漂移补偿关键技术的研究
被引量:
1
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作者
翟洋
肖东
+1 位作者
李博
朱日宏
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期3720-3725,共6页
偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础,以一系列起偏/检骗器、剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构,较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、图谱合一、大光通量、高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点,并且...
偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础,以一系列起偏/检骗器、剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构,较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、图谱合一、大光通量、高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点,并且结合多普勒光谱学相关原理和技术,已被广泛应用在各种天文学和天体物理学测试与计量领域如空间遥感、视向速度、宇航飞行、月球探测等。但是许多前人研究工作中仍然存在两个尚未妥善解决的问题:(1)视场受限。普通型偏振干涉成像光谱仪存在远场条纹的弯曲而使系统视场角限制在±2°以内,严重影响傅里叶变换后的光谱重构精度;(2)相位热漂移。晶体的热胀冷缩和双折射率之差随温度变化的特性导致像面干涉条纹发生随机抖动误差,将严重影响以多普勒频移为原理的视向速度等测量精度。因此,首先引入一块半波片构成增强型的Savart剪切分束器实现主动的视场展宽,可以使增强后的观察视场角达到±10°左右。这一改进不仅提高了傅里叶光谱变换的算法精度,同时也大幅增加光通量从而实现对微光光谱进行高信噪比的探测与标定。另外,为了消除环境温度造成的相位热漂移误差,选用偏硼酸钡(α-BBO)和铌酸锂(LiNbO3)两种晶体进行精密组合匹配。该关键技术利用这两种晶体的双折射率之差随温度变化的相反特性,从而实现相位热漂移误差补偿。实验证明,在实验室环境温度下热相位漂移误差不超过0.02rad。通过这些方案改善偏振干涉成像光谱仪的测试精度,拟实现对天文光梳以及其他大型天文光谱仪器快速而精确的标定与测试。
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关键词
干涉成像光谱
傅里叶变换光谱学
多普勒光谱学
天文光梳
视场展宽
相位热漂移补偿
下载PDF
职称材料
题名
基于偏振干涉成像光谱仪的视场增强和相位热漂移补偿关键技术的研究
被引量:
1
1
作者
翟洋
肖东
李博
朱日宏
机构
中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
中国科学院天文光学技术重点实验室
南京理工大学电子工程与光电技术学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期3720-3725,共6页
基金
中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题基金项目(CAS-KLAOT-KF201402)资助
文摘
偏振干涉成像光谱技术以傅里叶变换光谱学为理论基础,以一系列起偏/检骗器、剪切分束器和延时晶体等双折射晶体材料为主要结构,较之传统光栅式色散型光谱仪具有多通道、图谱合一、大光通量、高信噪比和抗环境振动干扰等一系列优点,并且结合多普勒光谱学相关原理和技术,已被广泛应用在各种天文学和天体物理学测试与计量领域如空间遥感、视向速度、宇航飞行、月球探测等。但是许多前人研究工作中仍然存在两个尚未妥善解决的问题:(1)视场受限。普通型偏振干涉成像光谱仪存在远场条纹的弯曲而使系统视场角限制在±2°以内,严重影响傅里叶变换后的光谱重构精度;(2)相位热漂移。晶体的热胀冷缩和双折射率之差随温度变化的特性导致像面干涉条纹发生随机抖动误差,将严重影响以多普勒频移为原理的视向速度等测量精度。因此,首先引入一块半波片构成增强型的Savart剪切分束器实现主动的视场展宽,可以使增强后的观察视场角达到±10°左右。这一改进不仅提高了傅里叶光谱变换的算法精度,同时也大幅增加光通量从而实现对微光光谱进行高信噪比的探测与标定。另外,为了消除环境温度造成的相位热漂移误差,选用偏硼酸钡(α-BBO)和铌酸锂(LiNbO3)两种晶体进行精密组合匹配。该关键技术利用这两种晶体的双折射率之差随温度变化的相反特性,从而实现相位热漂移误差补偿。实验证明,在实验室环境温度下热相位漂移误差不超过0.02rad。通过这些方案改善偏振干涉成像光谱仪的测试精度,拟实现对天文光梳以及其他大型天文光谱仪器快速而精确的标定与测试。
关键词
干涉成像光谱
傅里叶变换光谱学
多普勒光谱学
天文光梳
视场展宽
相位热漂移补偿
Keywords
Interference image spectroscopy
Fourier transform spectroscopy
Doppler spectroscopy
Astronomical comb
Field-of-view(FOV)windening
thermal-phase-drift(tpd) compensation
分类号
TH752 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于偏振干涉成像光谱仪的视场增强和相位热漂移补偿关键技术的研究
翟洋
肖东
李博
朱日宏
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
1
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