用于高分辨率和宽幅光谱仪的技术制造技术

本公开的实施例涉及一种用于高分辨率和宽幅光谱仪的技术。在说明性实施例中，倒像切片器将线性视场转换为网格形状，允许傅立叶变换光谱仪的干涉仪在窄视场范围内操作，从而提高光谱仪的平均光谱分辨率。高光谱仪的平均光谱分辨率。高光谱仪的平均光谱分辨率。

【技术实现步骤摘要】
用于高分辨率和宽幅光谱仪的技术


[0001]本公开主要涉及光谱仪领域，更具体地涉及用于高分辨率和宽幅光谱仪的技术。

技术介绍

[0002]光谱仪可以在卫星上用于各种目的，诸如天气预报。可以使用傅里叶变换光谱仪，但这种光谱仪在广角下的光谱分辨率可能较差。诸如在摆扫配置中使用的移动元件可以用于扫过一定范围的视角，但这种途径增加了光谱仪的成本和复杂性。

技术实现思路

[0003]根据本公开的一个方面，一种光谱仪包括：倒像切片器，被配置为接受去往光谱仪的输入光；可调干涉仪，被配置为接受来自倒像切片器的光；传感器，被配置为感测来自干涉仪的光；其中倒像切片器使得光谱仪的线性视场在传感器上被成像为二维网格。
[0004]在光谱仪的一些实施例中，传感器被配置为感测波长范围，其中波长范围包括6.2微米。
[0005]在光谱仪的一些实施例中，传感器包括二维像素阵列，其中来自二维像素阵列的每个像素的数据能够用于确定在该像素处成像的分辨率优于2cm
‑1的光谱。
[0006]在光谱仪的一些实施例中，倒像切片器将至少一个维度跨至少100毫弧度延伸的视场转换为每个维度跨小于90毫弧度延伸的视场。
[0007]在光谱仪的一些实施例中，传感器包括二维像素阵列，其中每个像素对0.005毫弧度与30毫弧度之间的视场进行成像。
[0008]在光谱仪的一些实施例中，倒像切片器包括：第一透镜，用以将输入光聚焦到第一多个反射镜上；第一多个反射镜，其中第一多个反射镜中的每个反射镜以与第一多个反射镜彼此不同的角度倾斜，其中第一多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从第一透镜引导到第二多个反射镜中的对应反射镜；第二多个反射镜，其中第二多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从第一多个反射镜中的对应反射镜引导到第三多个反射镜中的对应反射镜；第三多个反射镜，其中第三多个反射镜中的每个反射镜以与第三多个反射镜彼此不同的角度倾斜，其中第三多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从第二多个反射镜的对应反射镜引导到第二透镜；以及第二透镜。
[0009]在光谱仪的一些实施例中，第二多个反射镜中的每个反射镜被配置为将第一多个反射镜的对应反射镜的表面成像在第二多个反射镜的对应反射镜的表面上。
[0010]在光谱仪的一些实施例中，干涉仪包括分束器、第一反射镜和第二反射镜，其中第一反射镜和第二反射镜中的每个反射镜都是角立方反射镜。
[0011]在光谱仪的一些实施例中，干涉仪采用迈克尔逊(Michelson)配置。
[0012]根据本公开的另一方面，一种卫星包括根据上文所描述的实施例中的任一实施例的光谱仪，包括上文所描述的特征中的任一或所有特征的任何组合。
[0013]根据本公开的又一方面，一种使用光谱仪的方法包括：将光聚集到倒像切片器中，
该倒像切片器被配置为接受去往光谱仪的输入光；将来自倒像切片器的光传输到可调干涉仪；以及在传感器处检测来自可调干涉仪的光，其中倒像切片器使得光谱仪的线性视场在传感器上成像为二维网格。
[0014]在一些实施例中，该方法还可以包括：分析来自传感器的数据以确定所聚集的光的光谱。
[0015]在一些实施例中，该方法还可以包括：基于所聚集的光的光谱来预测天气。
[0016]在该方法的一些实施例中，传感器被配置为感测波长范围，其中波长范围包括6.2微米。
[0017]在该方法的一些实施例中，传感器包括二维像素阵列，其中来自二维像素阵列的每个像素的数据能够用于确定在该像素处成像的分辨率优于2cm
‑1的光谱。
[0018]在该方法的一些实施例中，倒像切片器将至少一个维度跨至少100毫弧度延伸的视场转换为每个维度跨小于90毫弧度延伸的视场。
[0019]在该方法的一些实施例中，倒像切片器包括：第一透镜，用以将输入光聚焦到第一多个反射镜上；第一多个反射镜，其中第一多个反射镜中的每个反射镜以与第一多个反射镜彼此不同的角度倾斜，其中第一多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从第一透镜引导到第二多个反射镜中的对应反射镜；第二多个反射镜，其中第二多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从第一多个反射镜中的对应反射镜引导到第三多个反射镜中的对应反射镜；第三多个反射镜，其中第三多个反射镜中的每个反射镜以与第三多个反射镜彼此不同的角度倾斜，其中第三多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从第二多个反射镜的对应反射镜引导到第二透镜；以及第二透镜。
[0020]在该方法的一些实施例中，第二多个反射镜中的每个反射镜被配置为将第一多个反射镜的对应反射镜的表面成像在第二多个反射镜的对应反射镜的表面上。
[0021]在该方法的一些实施例中，干涉仪包括分束器、第一反射镜和第二反射镜，其中第一反射镜和第二反射镜中的每个反射镜都是角立方反射镜。
[0022]在该方法的一些实施例中，光谱仪位于绕地球轨道运行的卫星上。
附图说明
[0023]在附图中通过示例而非限制示出了本文中所描述的概念。为了图示的简单和清楚起见，附图中所图示的元件不一定按比例绘制。在认为适当的情况下，在图中重复了附图标记以指示对应元件或类似元件。
[0024]图1是包括光谱仪的卫星的简化框图；
[0025]图2是处于绕地球的轨道中的图1的卫星的至少一个实施例的简化图；
[0026]图3是图1的倒像切片器的至少一个实施例的简化图；
[0027]图4是图1的倒像切片器的至少一个实施例的简化图；
[0028]图5是图1的倒像切片器的至少一个实施例的简化图；
[0029]图6是图1的干涉仪的至少一个实施例的简化图；
[0030]图7是具有图1的卫星的视场的图片；以及
[0031]图8是由图1的倒像切片器重新布置的、图1的卫星的视场的图片。
具体实施方式
[0032]虽然本公开的概念易于进行各种修改和实现备选形式，但是其特定实施例已经通过示例在附图中示出并且在本文中进行详细描述。然而，应当理解，并非意图将本公开的概念限制于所公开的特定形式，而是相反，意图是涵盖与本公开内容和所附权利要求一致的所有修改、等同物和备选方案。
[0033]说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一说明性实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特点，但是每个实施例可以或并非必须包括该特定特征、结构或特点。而且，这些短语不一定是指相同的实施例。进一步地，当结合实施例描述特定特征、结构或特点时，应当认为在本领域技术人员的知识范围内实现与其他实施例相关的这种特征、结构或特点，无论是否进行了明确描述。附加地，应当领会，以“至少一个A、B和C”的形式包括在列表中的项可以意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(B和C)、(A和C)、或(A、B和C)。同样，以“A、B或C中的至少一个”形式列出的项可以意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(B和C)、(A和C)、或(A、B和C)。
[0034]在一些情况下，可以以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱仪，包括：倒像切片器，被配置为接受去往所述光谱仪的输入光；可调干涉仪，被配置为接受来自所述倒像切片器的光；传感器，被配置为感测来自所述干涉仪的光；其中所述倒像切片器使得所述光谱仪的线性视场在所述传感器上被成像为二维网格。2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述传感器被配置为感测波长范围，其中所述波长范围包括6.2微米。3.根据权利要求2所述的光谱仪，其中所述传感器包括二维像素阵列，其中来自所述二维像素阵列的每个像素的数据能够用于确定在该像素处成像的分辨率优于2cm
‑1的光谱。4.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述倒像切片器将至少一个维度跨至少100毫弧度延伸的视场转换为每个维度跨小于90毫弧度延伸的视场。5.根据权利要求4所述的光谱仪，其中所述传感器包括二维像素阵列，其中每个像素对0.005毫弧度与30毫弧度之间的视场进行成像。6.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述倒像切片器包括：第一透镜，用以将输入光聚焦到第一多个反射镜上；所述第一多个反射镜，其中所述第一多个反射镜中的每个反射镜以与所述第一多个反射镜彼此不同的角度倾斜，其中所述第一多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从所述第一透镜引导到第二多个反射镜中的对应反射镜；所述第二多个反射镜，其中所述第二多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从所述第一多个反射镜中的对应反射镜引导到第三多个反射镜中的对应反射镜；所述第三多个反射镜，其中所述第三多个反射镜中的每个反射镜以与所述第三多个反射镜彼此不同的角度倾斜，其中所述第三多个反射镜中的每个反射镜被配置为将光从所述第二多个反射镜的对应反射镜引导到第二透镜；以及所述第二透镜。7.根据权利要求6所述的光谱仪，其中所述第二多个反射镜中的每个反射镜被配置为将所述第一多个反射镜中的对应反射镜的表面成像在所述第二多个反射镜的对应反射镜的表面上。8.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述干涉仪包括分束器、第一反射镜和第二反射镜，其中所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每个反射镜都是角立方反射镜。9.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述干涉仪采用迈克尔逊配置。10.一种卫星，包括根据权利要求1所述的光谱仪。11.一种使用光谱仪的方法，所述方法包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛伦特，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：