一种高速静态色散成像光谱装置及其使用方法制造方法及图纸

一种高速静态色散成像光谱装置及其使用方法，该装置包括沿光轴顺次放置的前端成像物镜、第一色散分光系统、DMD数字微镜阵列、第二色散分光系统、面阵探测器及控制系统；探测场景发出的光束经过前端成像物镜成像，然后经过第一准直物镜后形成平行光束，通过第一色散分光元件发生色散调制，然后由第一成像物镜在其后焦面位置的数字微镜阵列面上生成色散场景图像；数字微镜阵列将色散场景图像中每一列逐一反射，进入第二准直物镜形成平行光束，经过第二色散元件色散解调后，最后经过第二成像物镜在面阵探测器靶面上逐一得到场景三维光谱立方体的每一个斜切面；经过重组后可以重构出场景三维光谱立方体。

【技术实现步骤摘要】
一种高速静态色散成像光谱装置及其使用方法
本专利技术涉及光学成像领域，具体涉及一种高速静态色散成像光谱装置及其使用方法。
技术介绍
成像光谱技术是上世纪80年代发展起来的光学探测技术，集合了照相机和光谱仪的特点，可以同时获得探测场景的二位图像信息和各点的光谱曲线，即场景的三维数据立方体。成像光谱仪在多个领域应用广泛，在工业、农业、军事侦察、大气探测等领域发挥重要价值。目前主要的市场售卖的成像光谱仪包括滤光片型、色散型和干涉型三类，其中色散型具有较高的光谱分辨率，且原理简单，是可见光和近红外谱段最常用的成像光谱仪。传统的色散光谱仪采用入射狭缝对目标场景进行空间滤波，采用单个色散元件获取光谱信息，然后通过系统推扫获取整个场景的光谱信息，该方法主要用于遥感探测；在室内探测或者显微探测时，由于无法直接获取探测场景的图像，而需要辅助的分光元件和成像系统协助对焦，仪器复杂，使用繁琐。且最终光谱图像由每列像素拼接而成，容易引起图像畸变，且可能有明显条带噪声，因而获取的光谱图像空间分辨率不高，且图像质量一般。专利技术内容本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速静态色散成像光谱装置，其特征在于，包括在同一光轴顺次放置的前端成像物镜(1)、第一色散分光系统(2)、DMD数字微镜阵列(3)、第二色散分光系统(4)、面阵探测器(5)，控制系统(6)通过线缆与面阵探测器(5)和DMD数字微镜阵列(3)相连；其中第一色散分光系统(2)由第一准直物镜(21)、第一色散元件(22)和第一成像物镜(23)组成；第二色散分光系统(4)由第二准直物镜(41)、第二色散元件(42)和第二成像物镜(43)组成；所有光学元件相对于光学平台或仪器底座同轴等高；前端成像物镜(1)的像面与第一准直物镜(21)的前焦面重合；DMD数字微镜阵列(3)位于第一成像物镜(23)...

【技术特征摘要】
1.一种高速静态色散成像光谱装置，其特征在于，包括在同一光轴顺次放置的前端成像物镜(1)、第一色散分光系统(2)、DMD数字微镜阵列(3)、第二色散分光系统(4)、面阵探测器(5)，控制系统(6)通过线缆与面阵探测器(5)和DMD数字微镜阵列(3)相连；其中第一色散分光系统(2)由第一准直物镜(21)、第一色散元件(22)和第一成像物镜(23)组成；第二色散分光系统(4)由第二准直物镜(41)、第二色散元件(42)和第二成像物镜(43)组成；所有光学元件相对于光学平台或仪器底座同轴等高；前端成像物镜(1)的像面与第一准直物镜(21)的前焦面重合；DMD数字微镜阵列(3)位于第一成像物镜(23)的后焦面，该面也是第二准直物镜(41)的前焦面；探测器(5)的靶面位于第二成像物镜(43)的后焦面位置；DMD数字微镜阵列(3)的每一行像元方向与第一色散元件(22)色散方向相同，也与第二色散元件(42)色散方向相同。


2.根据权利要求1所述的一种高速静态色散成像光谱装置，其特征在于，光路走向如下：探测场景发出的光束经过前端物镜(1)确定目标视场，消除杂散光；随后进入第一准直物镜(21)，形成准直光束后入射到第一色散元件(22)发生色散调制，色散光束随后经过第一成像物镜(23)后，在DMD数字微镜阵列(3)所在平面上形成色散场景图像；经DMD数字微镜阵列(3)每列微镜逐一反射的光束首先经过第二准直物镜(41)后，形成平行光束进入第二色散元件(42)进行色散解调，出射光束经过第二成像物镜(43)的成像作用，在面阵探测器(5)的靶面上生成场景的光谱滤波图像。


3.根据权利要求1所述的一种高速静态色散成像光谱装置，其特征在于，第一准直物镜(21)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鑫，毛桂林，王静静，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32