中波红外微型静态傅里叶变换光谱仪的设计与分析

摘要：

提出一种基于微光学元件的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪,通过引入红外微结构衍射光学元件、多级微反射镜和微透镜阵列,实现仪器的微型化.介绍了微型傅里叶变换红外光谱仪的结构及基本原理,分析了微型准直系统和聚焦耦合光学系统的设计理论,研究了单片折衍混合准直透镜的残存像差、衍射面的衍射效率、多级微反射镜的衍射、微透镜阵列的孔径衍射和中继系统的轴向装配误差对光谱复原的影响.最后,对中波红外微型傅里叶变换光谱仪进行了建模仿真,得到的复原光谱与理想的光谱曲线比较符合,实际的光谱复原误差为2.89％.该中波红外微型静态傅里叶变换光谱仪无可动部件,且采用了微光学元件取代了传统的红外镜头,不仅稳定性良好,而且体积小、重量轻,有利于在线监测应用.

关键词：中波红外傅里叶变换光谱仪、衍射微结构、微透镜阵列

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资助基金：国家自然科学基金61575193, 61627819, 61376122, 6173000222, 61727818;吉林省科技发展计划20170204077GX, 20150204072GX, 20150520101JH, 20150101049JC;中国科学院创新促进会基金批准号: 2014193资助的课题. Project supported by National Nature Science Foundation of ChinaGrant . 61575193, 61627819, 61376122, 6173000222, 61727818;the Science and Technology Development Plan of Jilin Province, ChinaGrant . 20170204077GX, 20150204072GX, 20150520101JH, 20150101049JC;the State Key Laboratory of Applied Optics Independent Fund and Youth Innovation Promotion Association Chinese Academy of SciencesGrant 2014193

在线出版日期：2018-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：64-75