一种紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法技术

本发明专利技术涉及一种紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，包括入射狭缝、自由曲面主镜、凸面光栅、自由曲面三镜、成像传感器；其中入射狭缝和成像传感器位于凸面光栅的非衍射面一侧，自由曲面主镜和自由曲面三镜位于凸面光栅的衍射面一侧；入射狭缝和自由曲面主镜位于光轴同一侧，自由曲面三镜和成像传感器位于光轴的另一侧；系统光阑位于凸面光栅上。本发明专利技术设计中的主镜和三镜的面型均为Zernike多项式表述的自由曲面，在成像质量良好的同时，也使得成像光谱仪结构紧凑，且系统的体积均远小于同参数下基于球面镜设计的成像光谱仪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学系统和光学设计，尤其是指一种紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法。

技术介绍

1、成像光谱仪可以同时获取目标场景的二维空间信息和一维光谱信息，形成三维数据立方以实现对探测目标的综合感知与识别，是一种新型的信息获取技术。随着无人机遥感平台的飞速发展，机载平台的特点更加突出，系统的小型化成为了迫切需求，研制紧凑型的成像光谱仪越来越受到重视。

2、成像光谱仪通常采用离轴反射式的结构。然而，离轴的结构会带来更为复杂的像差，且系统中含有色散元件，不同波长的光线产生的像差也会不同，常规旋转对称面型的光学元件难以校正成像光谱仪中的非对称像差，所以通常在系统中添加校正透镜或放宽尺寸的限制来平衡像差，使得系统难以同时实现高性能与小体积。

3、中国专利技术专利cn110879104a公开了一种长狭缝光谱仪光学系统，虽满足了长狭缝设计需求，但光谱仪的体积较大，不够满足小型化的要求。

技术实现思路

1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供了一种大视场、小型化和像质良好本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于：所述入射狭缝和成像传感器位于凸面光栅的非衍射面一侧，所述自由曲面主镜和自由曲面三镜位于凸面光栅的衍射面一侧，系统光阑位于凸面光栅上。

3.根据权利要求1所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于：所述自由曲面主镜和自由曲面三镜的面型的数学表达式均为二次曲面叠加8阶及以下的条纹Zernike多项式，以透镜表面与光轴的交点为原点O构建空间极坐标系。

4.根据权利要求4所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于：所述入射狭缝和成像传感器位于凸面光栅的非衍射面一侧，所述自由曲面主镜和自由曲面三镜位于凸面光栅的衍射面一侧，系统光阑位于凸面光栅上。

3.根据权利要求1所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于：所述自由曲面主镜和自由曲面三镜的面型的数学表达式均为二次曲面叠加8阶及以下的条纹zernike多项式，以透镜表面与光轴的交点为原点o构建空间极坐标系。

4.根据权利要求4所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于：所述条纹zernike多项式的数学表达式为：

5.根据权利要求4所述的紧凑型长狭缝成像光谱仪的成像方法，其特征在于：所述自由曲面主镜的zernike多项式表征式中其各项值范围为：0.01<c<0.02；-1<k<1；-0.1<c5<0.1,-1×10-2<c8<1×10-2,-5×10-2<c9<5×10-2,-5×10-3<c11<5×10-3,-1×10-4<c12<1×10-4,-4×10-4<c15<4×10-4,-1×10-3<c16<1×10-3,-3×10-3<c17<3×10-3,-1×10-3<c20<1×10-3,-8×10-4<c21<8×10-4,-4×10-4<c24<4×10-4,-2×10-4<c25<2×10-4,-6×10-4<c27<6×10-4,-4×10-4<c28<4×10-4,-2×10-4<c31<2×104，-2×10-4<c32<2×...

【专利技术属性】
技术研发人员：高艳红，韩继周，
申请(专利权)人：苏州城市学院，
类型：发明
国别省市：