基于非理想虛像相位陣列的二維光譜檢測(cè)的研究.pdf

1、虛像相位陣列(VIPA:virtually-imaged phased array)具有大角色散和高分辨率，再結(jié)合衍射光柵能夠?qū)⒐庾V映射到二維平面，更方便地對(duì)光譜進(jìn)行處理，已被廣泛應(yīng)用于光濾波器、光譜儀、圖像處理等領(lǐng)域，因此，很多研究者一直致力于完善其性能和應(yīng)用。在以往的研究中，VIPA的基片被處理為理想的兩個(gè)表面相互平行的玻璃平板，而實(shí)際上基片的平行度和光潔度會(huì)影響VIPA光路中的多級(jí)反射和干涉，從而對(duì)光譜分辨率和輸出功率等造成影響。

2、因此需要對(duì)非理想VIPA進(jìn)行研究并對(duì)其存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn)。VIPA的后表面反射率為95％，光束在兩個(gè)面之間來(lái)回反射，對(duì)基片的面型、平行度和光潔度等要求極高，造成了制作困難，成品率低，價(jià)格昂貴和插損較大的缺點(diǎn)。
　　本文基于VIPA的基本原理，研究了VIPA的色散定律和二維成像原理，然后結(jié)合ZEMAX光學(xué)仿真軟件分析了平行度和光潔度對(duì)VIPA的影響。針對(duì)VIPA的缺點(diǎn)，提出了低反射有限虛像陣列，分析了平行度和光潔度對(duì)低反射有限虛像陣

3、列的影響，并提出了一種基于低反射有限虛像陣列的鋸齒形光譜濾波器。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)基于VIPA的基本原理，對(duì)VIPA的色散定律和二維成像原理進(jìn)行理論分析，并對(duì)其成像面的光場(chǎng)分布和主要性能參數(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真，對(duì)比了不同色散定律的異同，為后邊的研究做了準(zhǔn)備工作。
　　(2)基于VIPA的二維光譜成像原理搭建ZEMAX仿真模型，通過(guò)改變平行度和光潔度研究其對(duì)VIPA的影響，并搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境驗(yàn)證了仿真結(jié)果。平行度會(huì)影響