基于FWMI的高光谱激光雷达滤光器设计与性能优化

本文主要探讨了基于视场展宽迈克尔孙干涉仪（FWMI）的高光谱分辨率激光雷达（HSRL）滤光器设计的研究。迈克尔孙干涉仪是一种精密光学器件，其在大气光学领域有着广泛应用，特别是在大气气溶胶探测中，由于其能够提供高光谱分辨率，对于获取准确的光谱信息至关重要。 文章首先介绍了FWMI的设计原理，它通过复杂的干涉结构来实现对特定波长范围内的光进行选择性透过，从而作为HSRL的光谱滤波器。设计过程中，作者详细阐述了如何确定关键的设计指标，如干涉条纹的宽度、干涉腔的长度和折射率匹配等，以确保在接收较大视场角的同时，保持在一定温度范围内的稳定工作性能。 为了实现这一目标，文章重点讨论了视场补偿和热补偿策略。视场补偿旨在确保干涉仪在大角度入射光下仍能保持良好的工作状态，而热补偿则是为了抵消温度变化对干涉条纹的影响，确保仪器在不同温度下的稳定响应。结果显示，设计的FWMI可以接收超过2°的视场角，并且在20±0.5℃的温度范围内，其工作性能几乎不受影响。 最后，通过容差分析，作者验证了这一设计结果与现有加工工艺的兼容性，确保了实际制造的可行性。整个设计过程和方法不仅为FWMI的设计和加工提供了宝贵的指导，而且对于提升HSRL的性能和可靠性具有重要意义。 这篇文章深入研究了基于视场展宽迈克尔孙干涉仪的高光谱分辨率激光雷达滤光器的设计，强调了在实际应用中如何平衡性能、稳定性以及工艺限制，这对于推进光谱成像技术在大气科学、遥感和环境监测等领域的发展具有重要价值。