留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

宽波段凸面闪耀光栅优化设计

朱嘉诚 靳阳明 黄绪杰 刘全 沈为民

朱嘉诚, 靳阳明, 黄绪杰, 刘全, 沈为民. 宽波段凸面闪耀光栅优化设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1120003-1120003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1120003
引用本文: 朱嘉诚, 靳阳明, 黄绪杰, 刘全, 沈为民. 宽波段凸面闪耀光栅优化设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1120003-1120003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1120003
Zhu Jiacheng, Jin Yangming, Huang Xujie, Liu Quan, Shen Weimin. Design and optimization of broadband convex blazed grating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1120003-1120003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1120003
Citation: Zhu Jiacheng, Jin Yangming, Huang Xujie, Liu Quan, Shen Weimin. Design and optimization of broadband convex blazed grating[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1120003-1120003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1120003

宽波段凸面闪耀光栅优化设计

doi: 10.3788/IRLA201746.1120003
基金项目: 

国家重点研发计划(2016YFB05500501)

详细信息
    作者简介:

    朱嘉诚(1993-),男,硕士生,主要从事衍射光学及光谱技术方面的研究。Email:20154208096@stu.suda.edu.cn

  • 中图分类号: O436.1

Design and optimization of broadband convex blazed grating

  • 摘要: 凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5 m波段Offner型成像光谱仪为例,研究了凸面光栅单衍射级和双衍射级共路两种色散结构,采用分区闪耀光栅和双角闪耀光栅来提高宽波段范围内的衍射效率。优化设计了两种双闪耀光栅在不同色散结构下的槽形,用标量理论和有限元分析等方法对光栅衍射效率进行了计算。结合仪器信噪比,给出了满足成像光谱仪不同需求时所适用的光栅。
  • [1] Mouroulis P, Wilson D W, Maker P D, et al. Convex grating types for concentric imaging spectrometers[J]. Applied Optics, 1998, 37(31):7200-7208.
    [2] Vane G, Green R O, Chrien T G, et al. The airborne visible/infrared imaging spectrometer (AVIRIS)[J]. Remote Sensing of Environment, 1993, 44(2-3):127-143.
    [3] Smuk A Y, Lawandy N M. Direct laser writing of diffractive optics in glass[J]. Optics Letters, 1997, 22(13):1030-1032.
    [4] Fomchenkov S A, Butt M A, Podlipnov V V, et al. E-beam lithography exposure conditions for the fabrication of RGB filter based on metal/dielectric subwavelength grating[J]. Journal of Physics Conference Series, 2016, 741(1):012150.
    [5] Seery B D, Lencioni D E. EO-1:NASA's first new millennium earth orbiting mission[C]//SPIE, 1996, 2810:4-10.
    [6] Cooley T W, Lockwood R B, Davis T M, et al. Advanced responsive tactically-effective military imaging spectrometer (ARTEMIS) design[C]//IEEE International Symposium on Geoscience and Remote Sensing, 2006:1628-1630.
    [7] Liu Q, Wu J, Chen M, et al. The fabrication of the holographic dual-blazed grating[C]//International Conference on Optical Instruments and Technology (OIT2013). International Society for Optics and Photonics, 2013:90470F.
    [8] Ji Yiqun, Shen Weimin. Design and manufacture of Offner convex grating hyper-spectral imager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(2):285-287. (in Chinese)季轶群, 沈为民. Offner凸面光栅超光谱成像仪的设计与研制[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(2):285-287.
    [9] Buralli D A, Morris G M, Rogers J R. Optical performance of holographic kinoforms[J]. Applied Optics, 1988, 28(5):976-983.
    [10] Wang Z, Bao G, Li J, et al. An adaptive finite element method for the diffraction grating problem with transparent boundary condition[J]. SIAM Journal on Numerical Analysis, 2015, 53(3):1585-1607.
    [11] Jin Yangming, Wang Yan, Zhao Zhicheng, et al. Analysis and comparison of signal-to-noise ratio of spatially modulated interference and diffraction grating imaging spectrometers[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(9):0911001. (in Chinese)靳阳明, 王岩, 赵知诚,等. 空间调制干涉型和衍射光栅型成像光谱仪信噪比性能的分析比较[J]. 光学学报, 2015, 35(9):0911001.
    [12] Chen Yuheng, Ji Yiqun, Zhou Jiankang, et al. Signal-to-noise ratio evaluation of airborne visible-infrared hyperspectral imaging spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(9):2300-2303. (in Chinese)陈宇恒, 季轶群, 周建康, 等. 机载可见-红外超光谱成像仪信噪比的估算[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(9):2300-2303.
  • [1] 梁利杰, 刘丽琴, 管钰晴, 孙佳媛, 邹文哲, 郭创为, 张玉杰, 褚小要, 郭斌, 雷李华.  自溯源光栅衍射效率的分析与研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230356-1-20230356-9. doi: 10.3788/IRLA20230356
    [2] 赵雨时, 贺文俊, 刘智颖, 付跃刚.  编码孔径光谱成像仪中凸面闪耀光栅的研制 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220007-1-20220007-10. doi: 10.3788/IRLA20220007
    [3] 郑青泉, 王春阳, 王子硕, 王增, 康丁.  斜入射下液晶偏振光栅衍射特性研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210511-1-20210511-9. doi: 10.3788/IRLA20210511
    [4] 周凯, 李道京, 王烨菲, 姚园, 乔明.  衍射光学系统红外光谱目标探测性能 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200371-1-20200371-8. doi: 10.3788/IRLA20200371
    [5] 蒋贇, 刘博, 范伟.  体布拉格光栅光谱滤波器特性研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210055-1-20210055-7. doi: 10.3788/IRLA20210055
    [6] 杨洪涛, 杨晓帆, 梅超, 陈卫宁.  折衍混合红外双波段变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200036-1-20200036-8. doi: 10.3788/IRLA20200036
    [7] 杨亮亮.  衍射光学元件斜入射衍射效率的测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117003-0117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0117003
    [8] 黄宝锟, 胡以华, 顾有林, 赵义正, 李乐, 赵欣颖.  人工制备生物颗粒结构对宽波段消光性能的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 321002-0321002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0321002
    [9] 王若秋, 张志宇, 薛栋林, 张学军.  用于空间望远镜的大口径高衍射效率薄膜菲涅尔衍射元件 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 920001-0920001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0920001
    [10] 秦侠格, 姬忠鹏, 徐映宇, 舒嵘.  双光路互参考高精度AOTF衍射效率测试方法及装置 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417001-0417001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417001
    [11] 罗秀丽, 唐璟, 王岭雪, 蔡毅, 薛唯, 张小水, 王书潜.  热像仪探测泄漏气体的信噪比建模与测试 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1204003-1204003(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1204003
    [12] 马泽斌, 康福增, 王昊.  双层BOE加工误差对衍射效率的影响分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 918001-0918001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0918001
    [13] 张瑞, 王志斌, 温廷敦, 张敏娟, 李克武.  基于二维激光告警的闪耀光栅设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1020004-1020004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1020004
    [14] 孙成明, 袁艳, 赵飞.  空间目标天基成像探测信噪比分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1654-1659.
    [15] 李金鹏, 陈磊, 方波, 朱文华.  动态干涉仪的位相光栅衍射效率研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2696-2701.
    [16] 冷雁冰, 董连和, 孙艳军.  1×11亚波长结构Dammann光栅的研制 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 812-817.
    [17] 殷可为, 黄智强, 林妩媚, 邢廷文.  衍射光学元件设计参数对杂散光的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3059-3064.
    [18] 周峰, 郑国宪, 李岩, 姚罡.  双谱段Offner光谱成像仪设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1858-1862.
    [19] 孙婷, 张宣智, 常伟军, 李元, 胡博, 郭小岗, 杨华梅, 陈秀萍.  红外宽波段双层谐衍射光学系统的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 951-954.
    [20] 葛建平, 沈为民, 刘全, 陈明辉.  锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1557-1561.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  488
  • HTML全文浏览量:  83
  • PDF下载量:  176
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-21
  • 修回日期:  2017-04-23
  • 刊出日期:  2017-11-25

宽波段凸面闪耀光栅优化设计

doi: 10.3788/IRLA201746.1120003
    作者简介:

    朱嘉诚(1993-),男,硕士生,主要从事衍射光学及光谱技术方面的研究。Email:20154208096@stu.suda.edu.cn

基金项目:

国家重点研发计划(2016YFB05500501)

  • 中图分类号: O436.1

摘要: 凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5 m波段Offner型成像光谱仪为例,研究了凸面光栅单衍射级和双衍射级共路两种色散结构,采用分区闪耀光栅和双角闪耀光栅来提高宽波段范围内的衍射效率。优化设计了两种双闪耀光栅在不同色散结构下的槽形,用标量理论和有限元分析等方法对光栅衍射效率进行了计算。结合仪器信噪比,给出了满足成像光谱仪不同需求时所适用的光栅。

English Abstract

参考文献 (12)

目录

    /

    返回文章
    返回