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本文针对Wollaston棱镜型偏振干涉光谱仪,重点研究了干涉调制度、视场与光谱分辨率等关键性能及拓展技术,主要内容包括: 1.介绍光谱仪类型与偏振型光谱仪的研究进展,从应用需求出发,对偏振型干涉仪的关键性能进行分析,在现有技术方案的基础上,提出仪器受限条件下的性能拓展问题,引出本文的主要内容与研究意义; 2.介绍傅里叶变换光谱学的基本原理,讲解有关晶体光学基础、重要的偏振器件、偏光干涉术与典型的干涉仪,归纳不同的偏振干涉仪相位采样方式,分析偏振干涉仪的关键性能,研究谱宽与分辨率等受限指标; 3.探讨偏振光谱仪的干涉调制度,从基本概念出发,引出偏振光分束比外的其他因素,并以部分相干理论为基础,通过附加光程差建立的孪生光束模型以及晶体平板模型,逐一分析偏振干涉光谱仪成像链中各环节的影响,对相应的变化关系进行FRED仿真,验证各因素对应调制度的影响效果; 4.针对偏振干涉仪的视场与分辨率平衡,基于孪生光束模型,给出视场测量方法与通量扩展方案,以WP组合和晶轴倾斜等形式实现宽视场设计,对结构角相等或不等的Wollaston棱镜组合与改型Wollaston棱镜实现宽场仿真,以FRED测试效果验证理论计算的正确性,并说明各方案的不足; 5.针对偏振干涉仪的分辨率不足,根据带宽与剪切量约束,讨论光谱分辨率增强的可行方案与使用特点。以二维剪切-干涉图拼接的新方式提高宽谱分辨率,实现短波区不被截止的高光谱复原精度,分析转角误差;以偏振光栅增强窄谱段下的分辨率,设计外差频率等参数并验证方案,分析相位误差及解决办法。 本文以孪生光束模型为主线,先后探讨了偏振干涉仪的调制度与宽视场设计方法,并用光学仿真软件FRED验证诸多干涉问题;理论联系实际提出适用于不同观测带宽的分辨率增强方案,解决静态偏振干涉光谱仪的分辨率不足。对于偏振干涉仪的关键性能与拓展,提供可参考的理论计算与实际效果展示,对应用中采样和通量受限的偏振干涉光谱仪设计具有指导意义。