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成像光谱仪用光栅的研究

葛建平

  衍射光栅是成像光谱仪的核心元件,光栅槽形决定光栅的衍射效率。优化光栅的槽形结构可以使光栅在宽波段范围内具有高的衍射效率。本文设计了紫外、可见近红外、短波红外和长波红外成像光谱仪用锯齿槽光栅的参数,分析了制作误差对衍射效率的影响。提出设计双闪耀光栅和浸没光栅的方法,优化了紫外、可见近红外和短波红外双闪耀光栅及浸没光栅的槽形。内容主要包含以下几个方面: 简述了计算光栅衍射效率的两个基本理论,并对光栅的偏振特性进行了分析。 针对光谱仪的具体要求,计算了紫外光栅、可见近红外光栅、短波红外光栅和长波红外光栅的槽形参数及衍射效率。讨论了全息离子束刻蚀和机械刻划加工光栅时可能出现的误差,分析这些误差对衍射效率的影响。 简述了两种双闪耀光栅(双面闪耀光栅和双角闪耀光栅)的基本原理。分析了双角闪耀光栅的衍射特性。给出了基于光栅设计软件Gsolver设计双角闪耀光栅的基本思路,利用该方法设计了紫外、可见近红外和短波红外双闪耀光栅,给出了光栅的衍射效率曲线。 对浸没式光栅的衍射特性进行了细致的分析。发现调节介质层厚度可使衍射效率曲线出现若干个波峰和波谷。当波峰的数量为两个时,衍射效率在两倍频的光谱范围内可以达到80%。根据光谱仪的使用要求,设计了紫外、可见近红外、短波红外锯齿槽和矩形槽浸没光栅的槽形结构,并给出光栅的衍射效率曲线。……   
[关键词]:衍射效率;槽形参数;误差;双闪耀光栅;浸没光栅
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:苏州大学2012年