一种成像光谱仪制造技术

本发明专利技术公开了一种成像光谱仪，包括第一Fery棱镜、第一主反射镜、次反射镜、第二Fery棱镜、第二主反射镜：经过狭缝进入的光经所述第一Fery棱镜透射后到达所述第一主反射镜，经所述第一主反射镜反射后到达所述第一Fery棱镜，由所述第一Fery棱镜透射后到达所述次反射镜，由所述次反射镜反射后到达所述第二Fery棱镜，由所述第二Fery棱镜透射后到达所述第二主反射镜，由所述第二主反射镜反射后到达所述第二Fery棱镜，由所述第二Fery棱镜透射后到达成像面实现成像。基于两次通过同一个Fery棱镜进行色散，减小系统的体积和重量，获得大视场，大的色散宽度。

【技术实现步骤摘要】
一种成像光谱仪
本专利技术涉及光谱成像
，尤其涉及一种成像光谱仪。
技术介绍
色散型成像光谱仪包括棱镜色散型和光栅色散型两种。其中棱镜色散型主要利用不同波长的光通过棱镜的折射率不同，使得不同波长光色散开不同的角度。光栅色散型主要使用光栅作为色散元件，光栅是在高精度平面或者曲面上刻划的一系列刻痕所形成的元件。色散型光谱仪通常采用等腰棱镜或者复合棱镜，会引起较大的谱线弯曲和谱带弯曲，给后期数据处理带来一定影响，对于大视场系统采用此方案谱线弯曲很大，且系统体积会较大。光栅型光谱仪受衍射效率的限制，系统进入探测器的能量较少，系统的信噪比较低，且光谱级次重叠，鬼像多等缺点。因此，上述两种常规的色散方案不能满足光谱仪大视场，小型化，轻量化的发展要求。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种成像光谱仪，实现大视场，大的色散宽度，小型化，轻量化。本专利技术实施例的目的是通过以下技术方案实现的:一种成像光谱仪，包括第一 Fery棱镜、第一主反射镜、次反射镜、第二 Fery棱镜、第二主反射镜:经过狭缝进入的光经所述第一 Fery棱镜透射后到达所述第一主反射镜，经所述第一主反射镜反射后到达所述第一 Fery棱镜，由所述第一 Fery棱镜透射后到达所述次反射镜，由所述次反射镜反射后到达所述第二Fery棱镜，由所述第二Fery棱镜透射后到达所述第二主反射镜，由所述第二主反射镜反射后到达所述第二 Fery棱镜，由所述第二 Fery棱镜透射后到达成像面实现成像。由上述本专利技术实施例提供的技术方案可以看出，基于两次通过同一个Fery棱镜进行色散，有效减小系统的体积和重量，且能获得大视场，实现大的色散宽度，满足系统高分辨率的要求，而且，采用Fery棱镜色散，可以较好的校正了谱线弯曲和谱带弯曲。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例光谱仪所有波段在最大视场处的光学结构示意图。图2为本专利技术实施例光谱仪在950nm谱段的光学传递函数曲线图。图3为本专利技术实施例光谱仪在1200nm谱段的光学传递函数曲线图。图4为本专利技术实施例光谱仪在1400nm谱段的光学传递函数曲线图。图5为本专利技术实施例光谱仪在1800nm谱段的光学传递函数曲线图。图6为本专利技术实施例光谱仪在2200nm谱段的光学传递函数曲线图。图7为本专利技术实施例光谱仪在2500nm谱段的光学传递函数曲线图。【具体实施方式】下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种成像光谱仪，包括第一 Fery棱镜11、第一主反射镜12、次反射镜13、第二 Fery棱镜14、第二主反射镜15:经过狭缝10进入的光经第一 Fery棱镜11透射后到达第一主反射镜12，经第一主反射镜12反射后到达第一 Fery棱镜11，由第一 Fery棱镜11透射后到达次反射镜13，由次反射镜13反射后到达第二 Fery棱镜14，由第二 Fery棱镜14透射后到达第二主反射镜15，由第二主反射镜15反射后到达第二 Fery棱镜14，由第二 Fery棱镜14透射后到达成像面16实现成像。由上述本专利技术实施例提供的技术方案可以看出，基于两次通过同一个Fery棱镜进行色散，有效减小系统的体积和重量，且能获得大视场，实现大的色散宽度，满足系统高分辨率的要求，而且，采用Fery棱镜色散，可以较好的校正了谱线弯曲和谱带弯曲。具体的，本领域技术人员可以理解，Fery棱镜是指其前后两表面的光轴与整个系统的光轴有一定夹角的棱镜，Fery棱镜的前表面或者后表面与系统光轴的夹角可以称为倾角，倾角越大色散宽度越大。本专利技术实施例成像光谱仪中,基于offner成像光谱仪的结构基础,在offner成像光谱仪两臂上分别插入第一 Fery棱镜和第二 Fery棱镜,具体的:第一 Fery棱镜11位于狭缝10和第一主反射镜12之间，第二 Fery棱镜14位于成像面16和第二主反射镜15之间，且第一 Fery棱镜11和第二 Fery棱镜14共同位于次反射镜13和第一主反射镜12、第二主反射镜15之间。第一 Fery棱镜用于将经过狭缝进入的光透射到达第一主反射镜，以及用于将来自第一主反射镜的光透射后到达次反射镜。第二 Fery棱镜用于将来自次反射镜的光透射到达第二主反射镜，以及用于将来自第二主反射镜的光透射后到达成像面。由于本专利技术实施例成像光谱仪中两次通过同一个Fery棱镜进行色散，所以在同样的倾角下本专利技术实施例可以实现两倍的色散宽度，因此，不需要单纯通过增大倾角来得到增大色散宽度，而是可以通过小的倾角便可实现大的色散宽度，同时能有效减小系统的谱线弯曲和谱带弯曲。本专利技术实施例成像光谱仪中第一 Fery棱镜的倾角和第二 Fery棱镜的倾角不同。第一 Fery棱镜的倾角和第二 Fery棱镜的倾角不作严格限制,第一 Fery棱镜的倾角和第二Fery棱镜的倾角不易太大,否则会导致不容易加工,本实施例中第一 Fery棱镜的倾角在10度以内，第二 Fery棱镜的倾角在10度以内。进一步的，本专利技术实施例成像光谱仪，还可以包括光阑，所述光阑位于所述次反射镜上，如中心位置。本领域技术人员可以理解，光阑是光学系统必须要用的组件，本专利技术实施例中把次反射镜作为光阑，保证所需要的光线进入系统，在像面成像，挡掉不需要视场的光线，以防其进入像面成像。本领域技术人员可以理解，成像面为成像光谱仪的像面。本专利技术实施例成像光谱仪，还可以包括探测器，本领域技术人员可以理解，成像面16为探测器的探测面，在此不作赘述。本专利技术实施例成像光谱仪，所述第一主反射镜、所述第二主反射镜或者所述次反射镜可以为球面反射镜，本领域技术人员可以理解，校正像差很好，保证最后像质。具体的，如图1所示的本专利技术实施例成像光谱仪，色散宽度为4mm(毫米)，光谱范围为0.95 μ m?2.5 μ m(微米)，物方数值孔径角NA为0.12，为了与前置成像系统匹配，光谱仪系统设计为物方远心光路。正如图1所示的本专利技术实施例成像光谱仪，是基于offner成像光谱仪的结构基础，在offner成像光谱仪两臂上分别插入单个Fery棱镜。系统的放大倍率为_1倍，一对Fery棱镜分别放置于结构的两臂上，光阑位于次反射镜上。经过入射狭缝进入系统的光束，光谱仪的狭缝长度为40mm，经第一 Fery棱镜透射，再由第一主反射镜反射，后经同一色散棱镜(即第一 Fery棱镜)透射，进入次反射镜后，经次反射镜反射，又经第二 Fery棱镜透射，再由第二主反射镜反射，最后再经过一次第二 Fery棱镜色散成像到像面。图2-图7是本专利技术实施例光谱仪的典型波长在全视场的传递函数，其中，纵坐标Modulus of the OTF 为 MTF 调制传递函数值,横坐标 Spatial Frequency i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像光谱仪，其特征在于，包括第一Fery棱镜、第一主反射镜、次反射镜、第二Fery棱镜、第二主反射镜：经过狭缝进入的光经所述第一Fery棱镜透射后到达所述第一主反射镜，经所述第一主反射镜反射后到达所述第一Fery棱镜，由所述第一Fery棱镜透射后到达所述次反射镜，由所述次反射镜反射后到达所述第二Fery棱镜，由所述第二Fery棱镜透射后到达所述第二主反射镜，由所述第二主反射镜反射后到达所述第二Fery棱镜，由所述第二Fery棱镜透射后到达成像面实现成像。

【技术特征摘要】
1.一种成像光谱仪，其特征在于，包括第一 Fery棱镜、第一主反射镜、次反射镜、第二Fery棱镜、第二主反射镜: 经过狭缝进入的光经所述第一 Fery棱镜透射后到达所述第一主反射镜，经所述第一主反射镜反射后到达所述第一 Fery棱镜，由所述第一 Fery棱镜透射后到达所述次反射镜，由所述次反射镜反射后到达所述第二 Fery棱镜，由所述第二 Fery棱镜透射后到达所述第二主反射镜，由所述第二主反射镜反射后到达所述第二 Fery棱镜，由所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯蕾，周锦松，付锡禄，何晓英，张雪静，李亚灿，刘盺悦，卜美霞，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11