低階梯多級微反射鏡高度誤差分析及制作研究

摘要：本文提出了一種基于多級微反射鏡和柵格分束器的靜態輕型傅立葉紅外變換光譜儀,通過兩個多級微反射鏡實現光程差的空間離散和干涉圖的靜態二維采樣,通過引入柵格分束器有效降低了系統的體積和重量。作為該光譜儀的核心光學器件,多級微反射鏡的階梯高度一致性、面型平整度和結構精度是決定采樣間隔、分辨率和噪聲等儀器指標的主要因素。本文提出了基于MOEMS技術的厚度依次減半多層膜法,制作了臺階高度為0.625μm,階梯數為32的低階梯多級微反射鏡。測得實際階梯高度平均值為626.9nm,表面粗糙度均方根值為1.72nm。分析了階梯高度誤差對光譜復原的影響,提出了兩種階梯高度誤差校正方法,分別為通過修正因子來減小膜厚監控誤差,和利用最小二乘余弦多項式算法對復原光譜進行校正。校正后的復原光譜誤差(SCE)降低為2.34%,滿足系統對光譜復原的要求。最后,將該低階梯多級微反射鏡置入光譜儀中,得到乙腈樣品的干涉圖和復原光譜圖。