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本论文就傅里叶变换光谱仪(FTS)微小型化与静态化的问题，开展了空间调制傅里叶变换红外光谱仪(SMFTIRS)的系统设计与信息处理研究。利用两面多级微反射镜阵列替代Michelson结构时间调制FTS中的平面镜与动镜扫描系统，在二维空间域实现对干涉图像的实时采样。多级微反射镜阵列实现了FTS结构中干涉系统的微小型化和静态化，其固态结构和制作工艺保障了系统的可靠性与精确性，而对干涉图像的实时采集能力保障了系统的有效性。
本论文基于时间相干原理，建立了空间调制傅里叶变换红外光谱仪的系统模型，通过对其光学结构与光学性能的论证，提出了SMFTIRS的设计指标。由SMFTIRS的工作光谱范围确定了光源与探测器的类型，以及光学系统的材料选择与配置方案;由SMFTIRS的光谱分辨率，确定了多级微反射镜阵列的结构参数。通过对干涉图与光谱的信噪比传输方程的推导，明确了影响信噪比传输的主要因素。
准直系统的光束转换能力直接影响着SMFTIRS的整体性能。准直系统的光束发散角会降低系统的光谱分辨率，视场角会降低出射光束的相干性，空间能量分布特性则会影响干涉图像的质量，降低系统的信噪比。根据SMFTIRS的性能指标，对准直系统的光学参数进行了总体设计。
干涉系统包括分光组件与多级微反射镜阵列，是SMFTIRS的核心部件。分光组件分束膜与增透膜的光强反射率限制着系统的透射效率，分束板与补偿板的厚度偏差则导致不同频率成分干涉图像之间的混叠。多级微反射镜阵列基片的厚度偏差与角度偏差会导致各个干涉图元对应光程差的改变，通过MonteCarlo方法对采样误差的有效综合，确定了多级微反射镜阵列的设计参数。
SMFTIRS的干涉图像的采集采用过零采样的方式，对采集到的干涉图像通过拆分降维、寻址切趾、光谱乘积校正、干涉图卷积校正以及最小二乘余弦级数拟合算法等信息处理过程，完成了干涉图像与信号光谱之间的信息转换。
本论文通过对SMFTIRS的系统建模、光学设计和信息处理等研究，完成了SMFTIRS的系统设计与论证工作。根据系统设计指标加工和定制了SMFTIRS的基本光学组件，并搭建了红外光谱测试系统的实验平台。