【摘 要】
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随着光谱仪技术的飞速发展,微小型近红外光谱仪以其体积小、成本低、快速高效、在线检测等特点,成为了现代检测仪器的研究热点。本文提出基于DMD(数字微镜)新原理的微小型近
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随着光谱仪技术的飞速发展,微小型近红外光谱仪以其体积小、成本低、快速高效、在线检测等特点,成为了现代检测仪器的研究热点。本文提出基于DMD(数字微镜)新原理的微小型近红外光谱仪研究,具有重要理论意义与实际应用价值。论文在分析研究国内外微小型近红外光谱仪发展的基础上,提出一种基于DMD面阵的单探测器微小型近红外光谱仪系统方案;开展了基于DMD的微小型近红外光谱仪分光成像系统的设计与优化、系统结构设计与微结构加工、装调、标定等关键技术研究;研制出基于DMD的微小型近红外光谱仪原理样机,测试结果表明,光谱仪波长范围为1000-1780nm、分辨力小于20nm。论文的主要研究工作是:①在分析国内外微小型近红外光谱仪光学系统的基础上,提出了基于DMD新原理的微小型近红外光谱仪系统方案;②在研究数字微镜的工作原理与特点的基础上,确定了光谱仪的光学系统方案以及相应的光学元器件;采用ZEMAX光学设计软件进行光源和分光成像系统设计及优化,实现了系统的像差校正和光学系统的小型化;③从衍射限制、空间采样率以及光栅谱面等方面进行了系统优化设计,获得狭缝宽度最优值;采用MATLAB数学软件建立DMD的光学模型,进行了仿真与实验,完成了编码误差的校正;④完成了微小型近红外光谱仪的微结构设计与加工、原理样机装调以及波长标定,测试结果表明:波长范围1000-1780nm,光谱分辨力小于20nm。
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