导读:本文包含了光栅光谱论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:探测仪,分辨率,光栅光谱仪,下一代
光栅光谱论文文献综述
张小华[1]（2019）在《LEO和GEO下一代光栅光谱成像大气探测仪设想(下)》一文中研究指出在2000年初提出的NASA千禧年计划(地球同步成像傅里叶变换光谱仪(GIFTS))的资助下,美国开始首次研制GEO红外探测仪。GIFTS原定于2004年装载在EO3上以GIFTS-IOMI推出,但最终在2008年与NMP项目一起被取消。(本文来源于《红外》期刊2019年03期）
杨思玉,万生鹏,王浩宇,宋早标,何家祥[2]（2019）在《单点相移光纤光栅光谱特性的研究与应用》一文中研究指出可调谐窄线宽掺铒光纤激光器具有线宽窄、噪声低等优点,在光纤通信、光纤传感、相干探测和合成等方面有广泛的应用。根据传输矩阵法,利用Matlab软件仿真出单点相移光纤光栅的透射谱,通过对不同相移量、不同相移点位置、不同光栅的长度以及不同纤芯有效折射率的单点相移光纤光栅透射谱进行分析,得到了影响其相移峰的透射率、线宽、位置的主要因素,并提出了一种利用相移量为π且相移点在中点的相移光纤光栅作为滤波窗口的可调谐窄线宽掺铒光纤激光器的方案。(本文来源于《应用光学》期刊2019年02期）
张小华[3]（2019）在《LEO和GEO下一代光栅光谱成像大气探测仪设想(上)》一文中研究指出星载超高光谱分辨率红外大气探测仪可测量大气向上红外辐射光谱。该分辨率足以观测到大气成分的吸收特征,从而获取大气温度、水汽剖面、表面辐射和大气成分信息。2002年5月推出的Aqua大气红外探测仪(Atmospheric Infrared Sounder, AIRS)是第一款专为此目的设计的高光谱光栅红外探测仪,至今仍在运行。AIRS之后有MetOp A和B上的红外大气探测干涉仪(Infrared Atmospheric Sounding Interferometer, IASI),以及Suomi NPP和JPSS上的跨轨迹红外探测仪(Cross-track Infrared Sounder,CrIS)。目前这些仪器运行良好,提供了大量有关大气的信息,改善了天气预报。预计到本世纪30年代末将继续推出其它CrIS和IASI仪器,以提供相关数据。AIRS、CrIS和IASI都是低地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)仪器,标称空间分辨率为14km。未来的红外探测仪必将达到更高的空间分辨率和时间分辨率,以匹配改进的预测模型;并且成本更低,以减轻未来的预算压力。可以通过地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)或LEO卫星星座的运行操作等几种方式实现更高的时间分辨率。要实现更高的空间分辨率,可在仪器里配备较大规格的焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA)组件和更大孔径的望远镜。光栅光谱仪在紧凑封装中仍有宽视场,非常适用于大幅面FPA。它易于操作,且使用寿命长。本文介绍了美国喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)多年来研发的下一代光栅光谱仪红外探测仪设想,以及为实现这些设想而取得的技术进步。(本文来源于《红外》期刊2019年01期）
刘智超,张丽娟,杨进华,王高[4]（2018）在《折射率调制矩阵的Bragg光栅光谱分布特性研究》一文中研究指出为了实现对光纤光栅回波光谱分布的控制,利用传输矩阵法构建了分段调制折射率的数学模型。通过在各个分段中以不同形式的折射率调制组合实现对回波光谱分布的控制,研究了基于不同折射率分布条件下的谱形特性,为实现获取任意形态的Bragg光谱分布提供了理论支撑。系统结合耦合模理论与矩阵传输算法,当分段后子光纤光栅尺寸符合边界条件时,即仍可应用耦合模理论计算,同时又可以将多段的耦合方程以正、反向模式的形式通过矩阵函数进行表达。由此可知,虽然任意折射率调制组合构成的整个光纤光栅不具备通解形式,但分段后的子光纤光栅具有可解析的特性,同时再利用矩阵传输算法可以将m段子光纤光栅的正反向模式进行计算,就能将任意形式光纤光栅的折射率调制函数转化为传输矩阵组,再对其反射率分布场进行解析。最终,可以得到整个光纤光栅的等效正、反模式,即实现回波光谱分布的控制。由理论部分可知,回波光谱分布特性主要受正反向导模耦合系数、纤芯位置、分段数决定,可由^σ(z)和k(z)表示。通过MATLAB仿真分析可知,两参数在(0,1)范围内对反射率函数具有明显的调制作用。随着控制参数阶数的增大,反射率调制斜率也会增大;当k(0. 38,0. 48),^σ(0. 52,0. 58)时,反射率调制符合单调特性。从而得到了不同控制参数条件下反射率函数的分布变化,讨论了耦合系数对回波谱形控制的量化效果。实验利用AVESTA公司的Ti:Sapphire飞秒激光器完成了四种不同结构光纤光栅的制作,采用了四种折射率分段调制的FBG结构,分别是:(1)在m段中Λ1和Λ2交替均匀分布;(2)在m/2段中Λ1和Λ2交替均匀分布,其余段随机分布;(3)在m/2段中Λ1和Λ2随机分布,其余段也随机分布;(4)在整个光纤光栅段折射率随机分布。对以上四种FBG的回波光谱分布进行测试与比较,可知采用分段折射率调制对Bragg光谱特性的作用效果。实验结果显示:当以矩阵组形式的FBG若在m段分布时,则与传统串联型均匀FBG测试效果一致,具有两个明显的Bragg特征峰;而矩阵组在m/2段中分布时,测试光谱仍能明显获取折射率调制特征信息,即存在两个Bragg特征峰,但峰峰值减小,噪声谱增大,半宽变窄。同时,相比交替模式而言,随机分布形式此种变化趋势更为明显。由此可见,通过控制矩阵组分布对回波谱形中特征峰值、半宽及功率谱进行调制。该方法在预先设计折射率调制矩阵的条件下,可以对Bragg光谱分布进行精确控制,实现目标回波谱形的获取。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2018年12期）
何淼[5]（2018）在《折射率渐变倾斜光纤光栅光谱特性及其传感特性的研究》一文中研究指出倾斜光纤光栅(Tilted Fiber Bragg Grating,简称TFBG)由于其本身的特点,在光纤传感等领域中发挥很大的作用,弥补了普通光纤光栅的一些缺点,尤其是在温度、应力等方面表现出很高的灵敏度和高分辨率。随着光纤传感技术的飞速发展,对于倾斜光栅的研究具有非常重要的意义,尤其是有着特殊结构的光纤光栅,目前已经有人提出折射率渐变多模光纤~([1]),但是对其研究主要停留在理论等方面,还未涉及到光谱特性和传感特性。本文在其基础上,研究了纤芯折射率渐变倾斜光纤光栅(Graded Index Tilted Fiber Bragg Grating,简称GITFBG)的理论特性、光谱特性及传感特性,主要研究内容如下:1.对倾斜光纤光栅的耦合模理论进行研究,包括倾斜光纤光栅的结构特征,倾斜光纤光栅的制备以及倾斜光纤光栅的光谱耦合理论。2.以倾斜光纤光栅为基础,利用倾斜光纤光栅的耦合模理论原理对渐变倾斜光纤光栅的光谱特性进行理论分析。改变光栅的倾角、光栅周期、光栅长度、折射率调制深度、纤芯半径、包层半径以及空气层半径等结构参数,对GITFBG的光谱特性进行详细研究,并以普通的倾斜光纤光栅光谱特性做对比,分析GITFBG光谱特性的优势,研究结果表明GITFBG的光谱特性相对于普通倾斜光纤光栅有一定的优势。3.研究GITFBG的温度传感特性,基于温度传感的热响应原理对TFBG的温度传感进行理论研究,研究表明纤芯有效折射率是影响热光系数的一个重要影响因素,因此研究GITFBG对改善TFBG的温度传感特性具有重要意义。研究结果表明GITFBG温度传感的灵敏度比TFBG高,提高了TFBG温度传感的灵敏度,具有重要的研究意义。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
许放,万敏,颜宏,张永红,谢庚承[6]（2018）在《应用于激光回光探测的高效窄带光栅光谱滤波技术》一文中研究指出在强背景下的窄线宽激光回光探测研究中,采用光谱滤波的方式可以滤除背景光,提高探测系统的信噪比;对于光栅滤波系统而言,考虑到信号光经过大气信道传输后会引起波前相位畸变,而这会对系统的滤波性能产生一定影响,故而有必要对其进行深入研究。针对光栅光谱滤波在激光大气传输探测方向的应用,从激光大气传输理论和光栅衍射原理出发,建立了光栅在入射光场为大气扰动光场时的光谱光强分布仿真模型,分析了大气相干长度以及系统结构参数对系统性能的影响,给出了光栅光谱滤波技术系统及大气适用条件,当大气相干长度r_0>0.05 m时,得到了亚纳米级的光谱滤波线宽(半峰全宽FWHM为0.3 nm),有效光谱的透射率也超过了0.90,并通过大量仿真实验进行了验证。(本文来源于《中国激光》期刊2018年10期）
张明霞,令维军,路飞平[7]（2018）在《光栅光谱分布特性分析与讨论》一文中研究指出在分光仪上做光栅衍射实验时,将缝光源绕主光轴旋转,即改变缝光源的位置,可观察到随着缝光源同步旋转的光栅光谱,说明谱线的分布特性和缝光源的位置有关;一般情况下,单缝衍射和多光束干涉同时对光栅光谱的分布特性产生影响,但是单缝衍射仅对谱线的强度起调制作用,谱线的位置数目是由多光束干涉决定的;考虑缝光源的位置、光波通过光栅时的入射方式及光栅平面上光波相位分布情况,采用矢量图解法仅对多光束干涉进行分析及计算,得到多光束干涉光强分布的一般公式;通过多光束干涉光强分布的一般公式可以解释实验中观察到的随着缝光源同步旋转的光栅光谱分布特性,这在一定程度上是对目前国内常见《光学》教材中多光束干涉相关内容的拓展和完善。(本文来源于《天水师范学院学报》期刊2018年02期）
许放[8]（2018）在《应用于激光探测的高效窄带双光栅光谱滤波技术》一文中研究指出在对窄线宽激光光源探测的研究中,当背景光较弱时,接收系统能够比较好的识别探测光,而在背景光较强时,常常遇到信号光被淹没而导致探测失败的问题。由于天空背景光等带来的噪声极大的限制了探测系统的性能,所以如何降低背景光对接收系统探测性能的影响是急需解决的问题;光谱滤波技术是抑制背景噪声,提高激光回光探测信噪比的有效途径之一。它能够按照光谱滤波器的特性来对入射光谱进行处理,信号光谱具有高透过率特性,而背景光谱则处于截止波段,透过率很低,所以使用透射光谱宽度很窄的滤光器,可以很好的提升系统的探测能力。因此光谱滤波技术在进行窄线宽激光光源探测的若干技术领域得到了广泛的应用,如激光导星技术,激光主动照明成像,激光雷达等。本文的研究内容和成果主要包含以下叁个方面:第一部分,确定以光栅光谱滤波技术为研究重点,从理论上研究光栅滤波系统的透射线宽和效率与系统结构以及入射光场分布之间的关系。以光栅方程为基础,在入射光场为理想高斯光束的条件下,结合透镜的傅里叶变换,推导出光栅的衍射远场光强分布,使用MATLAB软件作为主要的仿真建模工具,对整个光栅滤波系统进行模型建立;通过对光场离散化处理,得到不同波长在不同位置的光强分布矩阵,利用统计的方式,得到指定区域透射光场能量与入射光场能量的比值,并求得透射光谱线宽的大小。并以此为基础,作出了系统的透射线宽和透过率的大小与狭缝的尺寸,透镜的焦距,以及核心器件光栅的相关参数之间的关系曲线,并得出结论:光栅常数d的减小以及光栅总缝数N的增大能够提高系统性能。同时搭建实验系统,约1nm范围内有光谱输出(半高全宽为0.2789nm)的入射激光在经过系统滤光后得到约0.1nm范围内有光谱输出(半高全宽为0.0288nm)的出射激光,得到了亚纳米级的滤波结果,从实验上验证了理论仿真结果的正确性,为光栅光谱滤波系统的最优结构参数设计提供了有效的依据。第二部分,这一部分重点关注大气湍流对光栅光谱滤波系统的影响。以多相位屏思想为核心,结合谱反演法和快速傅里叶变换法,对激光束在湍流大气中的传输进行了模拟,得到了入射到光栅表面的入射光场分布状况,并以此为基础,结合第一部分中相关的光栅理论,同样以MATLAB为仿真工具,以系统透射光谱线宽和透过率为主要性能参数指标,验证了光栅光谱滤波系统在入射光场相位存在随机畸变条件下的滤波可行性和稳定性,同时分析了大气相干长度r0等大气参数对系统性能的影响,得出了随着大气相干长度r0的增大,滤波性能下降的结论,同时也给出了系统的大气适用性条件,对于中心波长为1064nm,发射光束口径为50mm的发射光束,在r0<0.05m时,系统性能随着r0的减小迅速恶化,所以应尽量保证系统在r0>0.05m的大气条件下使用。另外我们在r0=0.1m时,获得了亚纳米级(FWHM=0.3nm)的光谱滤波线宽,有效光谱的透过率也超过了 90%。同时我们在实验室进行了定性对比实验,使用相位板模拟光束波前畸变,入射光谱线宽为0.15nm的激光束在加入相位板后输出光谱线宽从0.034nm变为0.046nm,证明了系统对于波前有一定相位畸变的入射光场依然具有滤波能力,但是滤波性能会下降。这为系统在复杂大气条件下的应用提供了可靠的仿真和实验依据。第叁部分,这一部分主要是系统设计和实验验证。通过前面两部分的分析确定了系统各器件的最优结构参数,构建了一套基于双光栅的光谱滤波系统,采用透镜与光栅结合的4f系统结构,将狭缝放置在透镜的后焦面上,实现了光栅在近场处的远场滤波功能;另外采用双光栅结构,第二块光栅能够有效补偿第一块光栅所带来的色散问题,提高了出射光束的光束质量;并在系统结构上加以改进,将系统设计为单光栅折迭结构,采用一块夹角为直角的反射棱镜,使得第一次经光栅衍射后的光束能够平行返回到光栅表面,即实现了同一块光栅的二次利用,压缩了系统体积,又能够保证色散补偿的效果,提高系统的稳定性。同时在理论和实验上对比分析了单双光栅结构对光束质量的影响,在无光栅时,测得的光束质量M2为1.683,在不加入第二块光栅时,测得的光束质量M2为1.995,在使用双光栅时,测得光束质量M2为1.875,在单光栅折迭结构下测得光束质量M2为1.863,得出双光栅结构和单光栅折迭结构能够有效改善光束质量的结论,另外我们对双光栅系统引入的波前像差进行了实验测量,发现系统在满足4f结构时,引入的波前像差很小。本文的主要创新点主要体现在以下两个方面:第一方面,本文创新性的提出了单光栅折迭复用结构,实现了单光栅复用功能,在满足光谱滤波和色散补偿性能的同时,缩减了系统的体积规模第二方面,针对光栅光谱滤波在激光大气传输探测方向的应用,本文从激光大气传输理论和光栅衍射原理出发,建立了光栅在入射光场为大气扰动光场时的光谱光强分布仿真模型,首次给出了光栅光谱滤波技术的系统和大气适用条件,并通过仿真实验进行了验证。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2018-04-01）
何淼[9]（2017）在《折射率渐变倾斜光纤布喇格光栅光谱特性的研究》一文中研究指出通过Opti Grating软件对折射率渐变倾斜光纤布喇格光栅(Graded Index Tilted Fiber Bragg Grating,GITFBG)进行模拟仿真,并使用Matlab软件对仿真结果进行图形优化,通过改变倾角和光栅参数来模拟仿真GITFBG的光谱图像,在理论研究和模拟仿真分析的基础上,深入地研究GITFBG的透射光谱特性。仿真结果表明:在与倾角有关的传感特性方面,GITFBG相对于传统的倾斜光纤光栅表现出更加优越的传感特性,对倾角的变化更加敏感;且特定的倾角对应着特定的群延时,可用于延迟器件。(本文来源于《光通信技术》期刊2017年12期）
苟于春[10]（2017）在《微结构等离子光栅光谱辐射特性调控及应用研究》一文中研究指出半导体固体发光器件的层状结构中,大量的光子以波导模式的形式被束缚在发光器件内,此时微结构可用于器件内光子的提取以增强发光效率。微结构是由两种或两种以上的材料在空间按照一定规律排列分布而成的,其特征尺寸与电磁波波长相当甚至更小。近年来微结构已被应用于多个领域,如能源的高效利用,航天器热控制以及新型人工材料等。当微结构与辐射光子相互耦合作用时,会产生近场电磁效应,如表面等离子激元、微腔谐振效应以及光子禁带效应等。深入研究不同微结构和辐射光子的相互作用,掌握其近场电磁效应产生机理,可以有效地利用微结构来调控光电器件的光谱辐射特性,增大器件的能源利用率。本文以微结构金属光栅的光谱辐射特性研究为起点,结合LED光提取问题,将微结构应用于LED芯片中,以增大LED的光提取效率。研究内容主要包括以下几个方面:1微结构光栅光谱特性研究金属/介质多层光栅微结构具有独特的光谱特性,如二维孔阵列(2DHAs)的单层金属薄膜光栅,具有绝缘体/金属/绝缘体(IMI)的多层结构特点,表现出异常光透射(EOT)现象,其产生机理为表面等离子激元(SPPs)。金属/介质多层结构具有多种排列方式,不同的排列,其光谱特性必然不同,产生机理也不尽相同。文中,首先对一维金属/介质光栅微结构建立了时域有限差分(FDTD)数值模型,通过计算获得了此光栅微结构的光谱吸收率及微结构内电磁能量的分布。同无光栅金属/介质层状结构的光谱特性比较,发现光栅微结构表现出特定波段的增强吸收特性。深入研究了二维金属/介质/金属(MIM)光栅表面微结构的光谱特性。分析了多个结构参数对其光谱特性的影响及产生特定光谱现象的内在机理。发现选择合适的核心层厚度,由于内表面等离子激元(internal-SPPs)和外表面等离子激元(external-SPPs)的同时激发,MIM光栅微结构在特定波长表现出超90%的强吸收特性。2微结构光栅用于提升LED光提取效率的数值研究在LED芯片内,由于全内反射的原因,由电子空穴辐射复合从有源区产生的光子很难逃出芯片,特别是对于那些由折射率差别很大的材料所构成的芯片,光子更难逃出,大部分被限制在芯片内,使得芯片的光提取效率非常低。在已有的研究光提取的文献中多采用单一微结构,如在表面粗化、做纹理、采用光子晶体结构以及金属纳米颗粒等,而对采用复合的微结构很少涉及。文中基于对LED光提取中存在的问题的分析,提出了在全内反射的倏逝波衰减长度内放置一金属Ag光栅的二维倒装LED模型,采用时域有限差分法计算得到LED的光提取效率,同无光栅芯片的提取效率比较,得到光提取效率增强因子。进一步采用金属/介质组合光栅来增强芯片的光提取效率,计算发现由于金属光栅表面SPPs的激发,以及介质光栅对表面等离子波的散射作用,金属/介质组合光栅在可见光长波段的光提取效率比只有金属光栅或只有介质光栅的光提取效率要高数倍。3不同金属材料的微结构光栅在LED光提取增强中的应用作为激发表面等离子激元的必要条件,需要材料介电函数的实部为负值。由于金属内存在大量自由电子,使得金属具有负的介电函数实部,因此金属成为等离子材料(Plasmonic Materials)的最佳选择。但对于不同金属,由于内部自由电子密度的不同,使得不同金属的介电特性不一样,主要表现在等离子频率以及衰减频率的不同,在表面等离子效应中体现在产生表面等离子激元的波段以及表面等离子波的衰减程度不同。同时,表面等离子效应的产生还与金属及周围媒质的微结构特征相关,不同微结构特征也会使产生表面等离子效应的波段不一样。本文将不同金属的Lorentz-Drude模型参数值应用于LED模型中的微结构金属光栅,对一组确定的LED模型结构参数,计算不同金属材料的微结构光栅对LED光提取增强倍数,分析不同金属在不同波段的实用性。4金属微结构光栅在LED光提取应用中的吸收特性采用金属微结构的表面等离子发光二极管(SP-LEDs),需要在LED芯片内部的金属微结构周围激发SPPs。SPPs有助于增强芯片内微结构对波导光子的提取,但如果激发的SPPs不被耦合为传播波模式辐射出芯片,会导致金属对光子的大量吸收。因此,在SP-LEDs芯片内金属的吸收是一个非常重要的研究内容,需要深入的进行分析讨论。文中基于时域有限差分法对几种不同微结构的叁维LED芯片进行了数值模拟研究,讨论了不同的光栅组合,光栅类型,金属材料以及源项的极化特性对LED芯片光提取效率的影响,重点研究分析了各因素对金属吸收特性的影响。发现金属/介质组合光栅显着增大芯片光提取效率的同时,其对光子的吸收率也非常大,是光提取效率的数倍。因此选择合适的金属以及合适的结构对LED的光提取至关重要。(本文来源于《南京理工大学》期刊2017-11-01）
光栅光谱论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
可调谐窄线宽掺铒光纤激光器具有线宽窄、噪声低等优点,在光纤通信、光纤传感、相干探测和合成等方面有广泛的应用。根据传输矩阵法,利用Matlab软件仿真出单点相移光纤光栅的透射谱,通过对不同相移量、不同相移点位置、不同光栅的长度以及不同纤芯有效折射率的单点相移光纤光栅透射谱进行分析,得到了影响其相移峰的透射率、线宽、位置的主要因素,并提出了一种利用相移量为π且相移点在中点的相移光纤光栅作为滤波窗口的可调谐窄线宽掺铒光纤激光器的方案。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光栅光谱论文参考文献
[1].张小华.LEO和GEO下一代光栅光谱成像大气探测仪设想(下)[J].红外.2019
[2].杨思玉,万生鹏,王浩宇,宋早标,何家祥.单点相移光纤光栅光谱特性的研究与应用[J].应用光学.2019
[3].张小华.LEO和GEO下一代光栅光谱成像大气探测仪设想(上)[J].红外.2019
[4].刘智超,张丽娟,杨进华,王高.折射率调制矩阵的Bragg光栅光谱分布特性研究[J].光谱学与光谱分析.2018
[5].何淼.折射率渐变倾斜光纤光栅光谱特性及其传感特性的研究[D].南京邮电大学.2018
[6].许放,万敏,颜宏,张永红,谢庚承.应用于激光回光探测的高效窄带光栅光谱滤波技术[J].中国激光.2018
[7].张明霞,令维军,路飞平.光栅光谱分布特性分析与讨论[J].天水师范学院学报.2018
[8].许放.应用于激光探测的高效窄带双光栅光谱滤波技术[D].中国工程物理研究院.2018
[9].何淼.折射率渐变倾斜光纤布喇格光栅光谱特性的研究[J].光通信技术.2017
[10].苟于春.微结构等离子光栅光谱辐射特性调控及应用研究[D].南京理工大学.2017