深空探测紧凑型可见-红外成像光谱仪光学设计与原理样机

发布时间：2025-06-03 23:13

　　深空探测源于人类认识和了解宇宙的渴望,对维护地球安全、开发空间资源和推动科技革新等具有重要意义。成像光谱仪可同时获得目标的光谱信息和空间信息,是国际上多个深空探测任务的重要载荷。成像光谱仪的轻小型、宽波段和高分辨等要求是实现遥远目标星体表面探测任务的关键所在,设计和研制高性能和紧凑型成像光谱仪对深空探测技术的发展具有重要的研究意义和应用价值。根据深空探测载荷的应用需求和总体技术要求,论文分析确定成像光谱仪光学系统的指标参数。为满足深空探测光学系统紧凑性的要求,分光成像系统基于共光路Offner结构进行设计,可见和红外通道共用主镜、凸面光栅和三镜。结合太阳辐射特征曲线对核心光学元件分区凸面光栅的衍射效率进行分析,优化确定光栅分区面积和各区域的闪耀角,实现宽波段范围内的高衍射效率,改善系统的光谱响应。通过光线追迹,分析可见和红外通道的叠级干扰,研究其抑制方法。根据设计结果研制原理样机并进行性能测试,验证系统的指标参数。本文的相关工作为适于深空探测紧凑型可见-红外成像光谱仪的设计和研制奠定基础。

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ＮＩＭＳ光路示意图［８］??

第一章绪论?深空探测紧凑型可见－红外成像光谱仪光学设计与原理样机??深空探测在对星体进行地貌绘制、矿物识别和气体观测的进程中，矿物和气体等??光谱信息，尤其是同族矿物的光谱信息较为相似，要求成像光谱仪具有高光谱分辨率。??３．结构紧凑??深空探测器要经过长久的深空飞行活动，轻小型....

图１．２?ＮＩＭＳ光栅转动和探测器排布［８］??

深空探测紧凑型可见－红外成像光谱仪光学设计与原理样机?第一章绪论??焦平面??＾?光臟转??ｆＷ＾??／Ｍｆ７ｎ２０??像元Ｎ??图１．２?ＮＩＭＳ光栅转动和探测器排布［８］??１９９７年Ｃａｓｓｉｎｉ号土星探测器发射，搭载了最早用于空间探测的Ｏｆｆｎｅｒ？型成像光??谱仪?ＶＩ....

图１．４?ＶＩＭＳ－Ｖ分光成像系统的光路结构［９］??

深空探测紧凑型可见－红外成像光谱仪光学设计与原理样机?第一章绪论??焦平面??＾?光臟转??ｆＷ＾??／Ｍｆ７ｎ２０??像元Ｎ??图１．２?ＮＩＭＳ光栅转动和探测器排布［８］??１９９７年Ｃａｓｓｉｎｉ号土星探测器发射，搭载了最早用于空间探测的Ｏｆｆｎｅｒ？型成像光??谱仪?ＶＩ....

图１．５?ＣＲＩＳＭ的光路结构图［１Ｇ］??

第一章绪论?深空探测紧凑型可见－红外成像光谱仪光学设计与原理样机??２００５年美国发射的火星轨道勘测器上搭载了小型火星侦察成像光谱仪ＣＲＩＳＭ??（Ｃｏｍｐａｃｔ?Ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ?Ｉｍａｇｉｎｇ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ?ｆｏｒ?Ｍａｒｓ），波段覆盖?０．３８?ｊｉ....

本文编号：4048958