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基于数字微镜器件的光谱平坦化系统研究与设计

文献类型:学位论文

作者甄华
答辩日期2025-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师叶慧琪
关键词高精度天文光谱定标 光谱平坦化 DMD 光谱模拟 PID控制
英文摘要

在天文光谱定标过程中,定标光源的强度起伏和光谱仪系统的光效率不均匀会导致定标数据的信噪比呈现波长依赖性。这使得部分探测像元出现过曝或欠曝的现象,不仅极大地影响了定标精度,还给选择合适的曝光时间带来了困难。为此,本研究提出了一种基于数字微镜器件(Digital Micromirror Device, DMD)的光谱平坦化技术,通过优化定标光源的强度分布来提升天文光谱仪的定标精度。
围绕这一技术,论文的主要研究成果如下:
(1)构建DMD像素位置和波长的映射关系模型,提出一种基于稀疏激活的多通道并行定标方法,可将DMD的波长定标时间减小近两个量级。
(2)构建DMD像素灰度值和光强度比值的映射关系模型,实现了无波长依赖性和高线性的光强度调控。
(3)搭建了一套基于DMD的光谱平坦化实验系统,实现基于PID控制的光谱平坦化,生成了不同强度下的平坦光谱,最宽光谱覆盖可见光波段,宽413nm(384nm–797nm),光谱平坦度优于0.95dB。
(4)将本系统应用于太阳光谱模拟和光谱仪平场校正,生成81nm宽(614nm–695nm)的模拟太阳光谱,与实际太阳光谱相关系数达0.989;利用系统生成的平坦光谱对实验室自研的光谱仪进行测试,显示其平坦度优于传统卤素灯。
本研究提出的DMD光谱平坦化技术显著提升了光谱的强度均匀性,并为光谱仪平场校正和恒星光谱模拟提供了新方案,具有重要应用价值。

学科主题天文技术与方法
语种中文
源URL[http://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/2181]  
专题南京天文光学技术研究所_中科院南京天光所知识成果
推荐引用方式
GB/T 7714
甄华. 基于数字微镜器件的光谱平坦化系统研究与设计[D]. 北京. 中国科学院大学. 2025.

入库方式: OAI收割

来源:南京天文光学技术研究所

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