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基于声光可调滤波器机理的成像光谱仪具有独特的优越性,而TeO2晶体是声光可调滤波器中实现分光的核心环节,针对成像光谱仪的研制需要,本文对采用TeO2材料作为分光晶体的基于布拉格调制下的成像光谱仪中的几个基本问题进行了理论研究、模拟仿真和实验验证。
本文首先具体研究了声光可调滤波器的超声波频率协调关系,通过对I.C.Chang理论模型和P.A.Gass修正理论模型中超声波频率协调关系的具体分析,得出TeO2晶体的旋光特性对超声波频率协调关系的影响,并在此基础上利用核函数非线性映射的方法对超声波频率协调关系进行简化设计,首次提出了一种新形式的超声波频率协调关系的表达方法;为消除由于晶体色散而引起的图像漂移现象,提出在考虑晶体旋光特性的情况下,在晶体外表面添加光楔,并对光楔优化设计,达到最佳消色散效果;对成像光谱仪中最主要的参数之一----分辨率,进行了仿真研究;最后通过实验验证了对衍射光偏转角以及光谱分辨率的理论研究,并且计算了图像的漂移量,验证了声光可调滤波器的光谱图像成像的优劣。