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消谱线弯曲长波红外成像光谱仪设计

发布时间:2018-06-23 22:34

  本文选题:光学设计 + 成像光谱仪 ; 参考:《光学精密工程》2014年02期


【摘要】:为了实现遥感目标的长波红外高光谱成像,有效消除平面光栅产生的谱线弯曲,设计了离轴透镜消谱线弯曲长波红外平面光栅成像光谱仪。分别计算了平面光栅和离轴透镜产生的谱线弯曲,分析了谱线弯曲随相关参量的变化关系,并基于此设计了消谱线弯曲的初始结构。通过优化设计得到的光学系统的通光孔径为100mm,F数为2,光谱分辨率为20nm,空间分辨率为150μrad,冷光阑效率为100%,成像质量接近衍射极限,系统谱线弯曲由原有的180μm以上变为14.3μm以内。该项设计获得了具有普适性的消谱线弯曲公式,证明了离轴透镜具备校正谱线弯曲的特殊功能。最后的设计结果表明,在满足系统成像质量要求且不增加系统复杂度的前提下,采用离轴透镜的平面光栅光谱仪的系统谱线弯曲小于探测器像元尺寸的1/2,满足使用要求。
[Abstract]:In order to realize the long wave infrared hyperspectral imaging of remote sensing target and effectively eliminate the spectral line bending produced by the plane grating, a long wave infrared plane grating imaging spectrometer is designed to eliminate the spectral line of the off axis lens. The spectral line bending of the plane grating and the off-axis lens is calculated, and the relationship of the spectral line bending with the related parameters is analyzed. The optical aperture of the spectral line is designed. The optical aperture of the optical system is 100mm, the number of F is 2, the spectral resolution is 20nm, the spatial resolution is 150 rad, the efficiency of the cold aperture is 100%, the imaging quality is close to the diffraction limit, the system spectral line bending is less than 14.3 mu m from the original 180 mu m. The universal curve bending formula is obtained, which proves the special function of the off-axis lens to correct the curve of the spectral line. The final design results show that the system spectral line bending of the plane grating spectrograph using the off axis lens is smaller than the pixel size of the detector on the premise that the system imaging quality is satisfied and the system complexity is not increased. 1/2, meet the requirements of use.
【作者单位】: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
【基金】:吉林省与中国科学院合作长吉图开发开放先导区科技创新合作专项资金资助项目(No.2011CJT0004) 吉林省科技厅资助项目(No.20106015,20100310) 吉林省科技发展计划资助项目(No.20090557)
【分类号】:TH744.1

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2058699


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