针对已完成光栅胶合的一体化干涉仪组件,提出了一种利用平场校正滤光片形成高频外差干涉调制数据进而进行系统级平场校正的方法。依据空间外差光谱技术干涉调制的原理,给出了平场校正所需的外差干涉频率范围(即平场校正滤光片的光谱范围)的计算方法。通过理论和仿真分析确定了平场校正滤光片的主要技术参数,并进行了实验验证。实验结果表明,该平场校正方法使复原光谱的平均信噪比提升了115.7%,复原光谱的固定频率噪声和高频段光谱失真的抑制效果尤为显著。

改型Wollaston棱镜(MWP)无需中继, 可构建微型傅里叶变换光谱仪。回顾了MWP的基本原理, 从调制度定义出发, 计算得到准单色光源的复相干度, 找到调制度的影响因素——扩展视场、剪切结构、焦面探测等。建立一般的干涉定域分析模型后, 由像点逆光路追迹给出MWP的厚度计算公式, 代入调制度约束参数得到不同参量的误差容限。通过FRED记录不同视场扩展情况的灰度与辐照度, 结果显示, 调制度为0.9时, 视场与理论估算值1.24°基本相符; 不同剪切量的灰度与辐照度变化特性表明, 结构角会使定域垂直系统光轴的入射角发生变化, 与晶轴倾角共同影响双折射率差; 2.5和8μm像元探测采样表现出调制度差异, 描述了定域深度或离焦的影响。以准单色光源、复相干度表示调制度, 可将不同影响因素统一至约束参数中, 相关变量误差容限可作为MWPFTS的设计依据。

改型Wollaston棱镜(MWP)无需中继, 可构建微型傅里叶变换光谱仪。回顾了MWP的基本原理, 从调制度定义出发, 计算得到准单色光源的复相干度, 找到调制度的影响因素——扩展视场、剪切结构、焦面探测等。建立一般的干涉定域分析模型后, 由像点逆光路追迹给出MWP的厚度计算公式, 代入调制度约束参数得到不同参量的误差容限。通过FRED记录不同视场扩展情况的灰度与辐照度, 结果显示, 调制度为0.9时, 视场与理论估算值1.24°基本相符; 不同剪切量的灰度与辐照度变化特性表明, 结构角会使定域垂直系统光轴的入射角发生变化, 与晶轴倾角共同影响双折射率差; 2.5和8μm像元探测采样表现出调制度差异, 描述了定域深度或离焦的影响。以准单色光源、复相干度表示调制度, 可将不同影响因素统一至约束参数中, 相关变量误差容限可作为MWP-FTS的设计依据。

红外光谱成像技术在气体检测、环境监控、目标识别等领域得到了广泛应用。基于时间调制干涉原理,介绍了一种双波段傅里叶变换红外成像光谱仪的设计原理和工作特点。重点叙述了其干涉光学系统的设计,以及外场条件下的工程化措施。在此基础上,针对实际应用中目标与背景光谱特征区别难度大的问题,提出了一种光谱特征曲线解析计算方法。该方法采用光谱重排和一阶微分对差异特征进行放大,并基于主成分分析输出目标光谱检测结果。利用该方法,对实际场景红外光谱图像进行了目标检测实验。实验结果表明,采用该光谱解析方法可以较好地对目标和背景光谱特征进行区分,进而实现基于超光谱图像的目标检测。

通过分析圆形通光孔径下动镜倾斜角度对干涉调制度和相位误差的影响,设计了定镜动态校正方案。传统的比例-积分-微分(PID)控制器 严格依赖于动态校正系统的数学模型,在实际的闭环系统中无法精确获取模型所有参数。系统采用了模糊PID控制策略,选择模糊输入输 出论域的隶属度函数,制定模糊规则库,再经过模糊推理、清晰化处理,给出了闭环控制系统实现方法。通过实验,验证了此种校 正方法的可行性,有效地摆脱了对校正系统准确的数学模型的依赖,能够将激光干涉调制度从0.6提升到0.99,相位差降低 到0.1°左右,且相对于传统PID控制,稳定性能较好、调整时间较短。

利用充入激光染料的石英毛细管构成了一个双层结构的圆柱形微腔，在s和p偏振光抽运条件下，分别观察到了微腔中的横磁波或横电波回音壁模式激光辐射。实验结果表明，横磁波激光光谱出现了明显的干涉调制现象，调制周期随染料溶液折射率的增加而增大，随毛细管内外半径比的增加而减小；横电波激光光谱则没有出现干涉调制现象。用双层微腔结构中反射波对折射波的干涉调制效应，成功解释了观察到的实验现象。双层结构圆柱形微腔中回音壁模式激光的干涉调制现象，为多模回音壁模式激光的模式选择提供了一定的参考。