全景环形成像傅里叶变换光谱仪光学系统设计

发布时间：2018-01-19 13:41

本文关键词： 干涉成像全景环形成像傅里叶变换光学设计　出处：《应用光学》2016年06期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：提出了一种可以实现红外全景环形光谱成像的新型傅里叶变换成像光谱仪结构,该成像光谱仪以共焦双曲反射镜组作为全景环形集光器,利用Schwarzchild物镜进行准直,结合弹光调制干涉仪,成像透镜组以及HgCdTe红外焦平面阵列构成。介绍了全景环形成像傅里叶变换光谱仪基本工作原理及成像特性,讨论了双曲面反射全景环形集光器和Schwarzchild物镜准直器等各光学结构的设计方法,并给出了设计结果及优化方案。最后,采用Zemax光学设计软件对系统进行了光线追迹和优化,结果表明,成像光谱仪工作在8μm~12μm波段,有效焦距为-0.67mm,侧向视场为40°~80°,F~#0.9,像点弥散斑RMS半径为20.116μm,在一个像元直径内,MTF在16lp/mm处均高于0.5,且各视场一致性较好,OPD像差在±0.4λ范围内,成像质量良好。
[Abstract]:This paper presents a novel Fourier transform imaging spectrometer which can realize infrared panoramic annular spectral imaging. The imaging spectrometer uses confocal hyperbolic reflector as panoramic annular light collector. The collimator is collimated with Schwarzchild objective lens, and the interferometer is modulated by elastic-light. The imaging lens group and HgCdTe infrared focal plane array are constructed. The basic working principle and imaging characteristics of the panoramic annular imaging Fourier transform spectrometer are introduced. The design methods of hyperbolic reflecting panoramic ring light collector and Schwarzchild objective lens collimator are discussed, and the design results and optimization scheme are given. The Zemax optical design software is used to trace and optimize the system. The results show that the imaging spectrometer works in 12 渭 m band of 8 渭 m and the effective focal length is -0.67 mm. The lateral field of view is 40 掳/ 80 掳F / F #0.9.The RMS radius of the image spot is 20.116 渭 m, and is higher than 0. 5 at 16lp / mm in a pixel diameter. The OPD aberration is in the range of 卤0.4 位 and the imaging quality is good.
【作者单位】：中北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室;山西省光电信息与仪器工程技术研究中心;
【基金】：国家自然科学基金仪器专项基金(61127015);国家自然科学基金青年基金(61505179)
【分类号】：TH744.1
【正文快照】： 引言傅里叶变换成像光谱技术(imaging fouriertransform spectrometry,IFTS)是当今遥感探测技术的前沿科学,已成为人们研究和获取目标信息的重要手段之一,并已广泛应用于工农业、环境资源、生物医学、大气、天文等领域[1-3]。弹光调制傅里叶变换干涉光谱技术(photo-e-lastic m

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