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1、图书分类号TH74密级非密注1UDC硕士学位论文大视场声光可调谐光谱相机成像系统设计李永帅指导教师(姓名、职称)王志斌教授申请学位级别工学硕士专业名称光学工程论文提交日期2015年5月28日论文答辩日期2015年5月22日学位授予日期年月日论文评阅人白静赵冬娥答辩委员会主席孙志毅2015年5月28日中北大学学位论文大视场声光可调谐光谱相机成像系统设计摘要基于声光可调谐滤波器（Acousto-optictunablefilter，简称AOTF）的光谱成像技术越来越多地应用于机载或星载，通过遥测获取土地、资源、林业、环境等的相关信息，为经济
2、社会发展提供宏观信息支持，同时还可为烟草、石油化工、化学、生物医药等行业的分析、在线检测提供重要手段，具有重要的应用价值。本文首先介绍了以二氧化碲晶体为声光互作用介质、铌酸锂切片为压电换能器的声光可调谐滤波器的工作原理。包括二氧化碲的声学性质、铌酸锂的声学性质、铌酸锂的压电性质、切平面平行动量匹配条件、声光可调谐滤波器的技术指标。其次，在分析声光可调谐光谱相机的国内外研究现状的基础上，对现有的光学系统进行分类、分析和比较。针对现有的声光可调谐光谱相机由于视场较小，而限制其在近距离物体的监控、监视中的应用的问题，结合拟研制的光谱相机的视场
3、、光谱分辨率等方面的技术要求，提出并设计了一种改进型的结构。该结构前置系统为倒置的伽俐略望远镜结构，后置系统为改进的三片式结构。该结构的特点是无中间实像，光线在各个表面的投射高度都比较小，避免引入大的轴外像差和渐晕。全系统的视场为±9°，有效焦距为11.7mm，后截距为9.9mm，工作F数为5。最后，搭建了可调谐声光光谱相机的实验系统，并进行相关光谱图像的采集实验。针对实验所得的图像的不足之处进行分析，指出了改进的方法。关键词：声光可调谐滤波器，大视场，光路设计，光谱相机中北大学学位论文OpticalDesignofLargeFOVIm
4、agingSystemforAOTFSpectrumCameraAbstractSpectralimagingtechniquebasedonAOTFhavebeenusedinairborneorspaceborneincreasingly,obtainingrelevantinformationaboutland、resource、forestry、environmentviaremotesensing.Notonlyprovideinformationsupportformacro-economicandsocialdevelop
5、ment,butalsodeliveringanimportanttoolfortestingandanalysisintobacco,petrochemical,chemical,biological,pharmaceuticalandotherindustries.Ithasimportantapplicationvalue.Firstly,thepaperintroducesworkingprincipleofAOTF,whichiscomposedoftelluriumdioxidecrystalforacousto-optic
6、interactionmediumandslicedlithiumniobate(LN)forpiezoelectrictransducer.Theseprinciplesincludeacousticpropertiesofincludetelluriumdioxide,acousticpropertiesofLN,piezoelectricpropertiesofLN,cutparalleltotheplaneofmomentummatchingconditionandacousto-optictunablefilterspecif
7、ications.Then,followingtheanalysisofthecurrentresearchofthetunableopticalspectrumcamera,theexistingopticalsystembasedonAOTFareclassified,analysisandcompared.BecauseofthenarrowFOV,theexistingsystemisunabletoachieveitsfunctionwhilemonitoringcloseobjects.Combinedwiththetech
8、nicalrequirementsoftheproposeddevelopmentcamera,likespectralresolutionandFOV,thepaperpresentsanimproved
