一种共光路编码型快照式短波成像光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种共光路编码型快照式短波成像光学系统，解决现有编码型快照式成像光谱仪一次编码信息不足，需多次编码才能获得满意峰值信噪比图像，从而增加成本以及系统复杂性的不足之处。其包括前置物镜组、分光棱镜、编码板、准直镜组、双Amici棱镜、成像镜组、第一短波红外探测器以及第二短波红外探测器；前置物镜组发出的光线经分光棱镜出射后分为两路；一路光线汇聚成像于第一短波红外探测器上；另一路光线汇聚成像于编码板上，经编码板编码后的图像依次经准直镜组、双Amici棱镜及成像镜组后汇聚成像于第二短波红外探测器上；前置物镜组与准直镜组均为像方远心光路结构；成像镜组为物像双侧远心光路结构。

【技术实现步骤摘要】
一种共光路编码型快照式短波成像光学系统
本专利技术属于光学设备
，具体涉及一种共光路编码型快照式短波成像光学系统。
技术介绍
光谱仪数据采集通常有三种方法：时间扫描、空间扫描和快照式。其中，编码型快照式成像光谱仪能够在一个快门的积分时间内直接或经过计算得到空间与光谱的三维数据集，无需平台搭建，更无需扫描，能够很好的抑制传统方式带来的误差，具有稳定性强、结构简单、实时性强的优点，在实时侦测等方面具有巨大发展潜力，是近年来研究的热点。在满足压缩感知理论的前提下，经过压缩编码后的图像信息，再经过重构算法便可得到三维光谱信息。但经过一次编码的图像往往由于信息不足，导致最终重构的图像峰值信噪比太低，而采用多次编码的方法可以提高图像信噪比，但多次编码需要在光路中加入数字微镜阵列等器件，这些器件不仅昂贵且大大增加系统复杂性，此外，多次编码还会失去原有系统最为重要的实时性优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有编码型快照式成像光谱仪一次编码信息不足，需多次编码才能获得满意峰值信噪比图像，从而增加成本以及系统复杂性的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：包括前置物镜组(1)、分光棱镜(2)、编码板(3)、准直镜组(4)、双Amici棱镜(5)、成像镜组(6)、第一短波红外探测器(7)以及第二短波红外探测器(8)；/n所述分光棱镜(2)位于前置物镜组(1)的出射光路上，将光线分为两路；/n一路光线汇聚成像于第一短波红外探测器(7)上；/n另一路光线汇聚成像于编码板(3)上，经所述编码板(3)编码后的图像依次经准直镜组(4)、双Amici棱镜(5)及成像镜组(6)后，汇聚成像于第二短波红外探测器(8)上；/n所述前置物镜组(1)与准直镜组(4)均为像方远心光路结构；/n所述成像镜组(6)为物...

【技术特征摘要】
1.一种共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：包括前置物镜组(1)、分光棱镜(2)、编码板(3)、准直镜组(4)、双Amici棱镜(5)、成像镜组(6)、第一短波红外探测器(7)以及第二短波红外探测器(8)；
所述分光棱镜(2)位于前置物镜组(1)的出射光路上，将光线分为两路；
一路光线汇聚成像于第一短波红外探测器(7)上；
另一路光线汇聚成像于编码板(3)上，经所述编码板(3)编码后的图像依次经准直镜组(4)、双Amici棱镜(5)及成像镜组(6)后，汇聚成像于第二短波红外探测器(8)上；
所述前置物镜组(1)与准直镜组(4)均为像方远心光路结构；
所述成像镜组(6)为物像双侧远心光路结构。


2.根据权利要求1所述的共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：
所述前置物镜组(1)与准直镜组(4)的光学参数一致，两者关于所述编码板(3)镜像设置。


3.根据权利要求2所述的共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：
所述前置物镜组(1)包括沿光路依次设置的第一双胶合透镜(11)、第二双胶合透镜(12)和第三双胶合透镜(13)；
所述第一双胶合透镜(11)包括沿光路依次设置的透镜一(111)和透镜二(112)；所述第二双胶合透镜(12)包括沿光路依次设置的透镜三(121)和透镜四(122)；所述第三双胶合透镜(13)包括沿光路依次设置的透镜五(131)和透镜六(132)；
所述准直镜组(4)包括沿光路依次设置的第四双胶合透镜(41)、第五双胶合透镜(42)和第六双胶合透镜(43)；
所述第四双胶合透镜(41)包括沿光路依次设置的透镜七(411)和透镜八(412)；所述第五双胶合透镜(42)包括沿光路依次设置的透镜九(421)和透镜十(422)；所述第六双胶合透镜(43)包括沿光路依次设置的透镜十一(431)和透镜十二(432)；
所述成像镜组(6)包括沿光路依次设置的第七双胶合透镜(61)，第八双胶合透镜(62)以及第九双胶合透镜(63)；
所述第七双胶合透镜(61)包括沿光路依次设置的透镜十三(611)和透镜十四(612)；所述第八双胶合透镜(62)包括沿光路依次设置的透镜十五(621)和透镜十六(622)；所述第九双胶合透镜(63)包括沿光路依次设置的透镜十七(631)和透镜十八(632)；
其中，透镜一(111)、透镜三(121)、透镜十(422)、透镜十二(432)、透镜十三(611)、透镜十五(621)、透镜十七(631)均为双凸正透镜；
透镜二(112)、透镜四(122)、透镜九(421)、透镜十一(431)、透镜十四(612)、透镜十六(622)、透镜十八(632)均为双凹负透镜；
透镜五(131)为凸面向像方的正弯月透镜，透镜六(132)为凸面向像方的负弯月透镜；
透镜七(411)为凸面向物方的负弯月透镜，透镜八(412)为凸面向物方的正弯月透镜；
所述双Amici棱镜(5)包括沿光路依次设置的棱镜一(51)、棱镜二(52)和棱镜三(53)。


4.根据权利要求3所述的共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：
所述分光棱镜(2)的分光面与光轴之间的夹角为45°；
所述双Amici棱镜(5)上沿光轴方向四个倾斜表面与垂直方向Y轴的夹角依次为-6.44°、36.49°、-36.49°、6.44°。


5.根据权利要求4所述的共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：
所述第一双胶合透镜(11)入射面的曲率半径为29.28mm，胶合面的曲率半径为-29.85mm，出射面的曲率半径为37.32mm；
所述第二双胶合透镜(12)入射面的曲率半径为22.01mm，胶合面的曲率半径为-22.22mm，出射面的曲率半径为14.92mm；
所述第三双胶合透镜(13)入射面的曲率半径为-113.16mm，胶合面的曲率半径为-11.64mm，出射面的曲率半径为-55.11mm；
所述第四双胶合透镜(41)入射面的曲率半径为55.11mm，胶合面的曲率半径为11.64mm，出射面的曲率半径为113.16mm；
所述第五双胶合透镜(42)入射面的曲率半径为-14.92mm，胶合面的曲率半径为22.22mm，出射面的曲率半径为-22.01mm；
所述第六双胶合透镜(43)入射面的曲率半径为-37.32mm，胶合面的曲率半径为29.85mm，出射面的曲率半径为-29.28mm；
所述第七双胶合透镜(61)入射面的曲率半径为64.68mm，胶合面的曲率半径为-21.88mm，出射面的曲率半径为279.60mm；
所述第八双胶合透镜(62)入射面的曲率半径为23.44mm，胶合面的曲率半径为-18.02mm，出射面的曲率半径为12.19mm；
所述第九双胶合透镜(63)入射面的曲率半径为68.44mm，胶合面的曲率半径为-10.23mm，出射面的曲率半径为357.99mm。


6.根据权利要求5所述的共光路编码型快照式短波成像光学系统，其特征在于：
所述透镜一(111)的中心厚度为10mm，透镜二(112)的中心厚度为5mm，透镜二(112)出射面中心点与透镜三(121)入射面中心点的距离为37.44mm；
所述透镜三(121)的中心厚度为7.70mm，透镜四(122)的中心厚度为4.04mm，透镜四(122)出射面中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋冲，刘朝晖，程志远，周亮，崔凯，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61