[实用新型]一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光谱仪器，特别涉及一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统。

背景技术

成像光谱仪是20世纪80年代以来以光谱遥感成像技术为基础发展起来的一种能同时采集地物形貌特征和光谱特征的光学遥感仪器，具有图谱合一性。广泛应用在卫星遥感技术、林业、农业、地质、医药、军事、海洋、地质勘探、生产制造、色度学、生态学等相关领域。而在各类型成像光谱仪中，Offner成像光谱仪因其具有结构紧凑、固有像差小，光能利用率高，成像质量好，分辨率高等优点，使它受到了更为广泛的关注，并已成功用于国外多颗遥感器。

对于Offner 型成像光谱仪结构，已有一些相关报道，如专利“Convex diffraction grating imaging spectrometers” 所提出的离轴三反射结构，该成像光谱仪分光系统在设计时，是基于罗兰圆结构，而对于此结构只能在消像散方面起到良好的效果，并不能同时兼顾其他像差的影响。专利“平像场成像光谱仪的分光成像系统”所提出的分光成像系统已具备很多优点，但是其结构参数偏大，不够小型化，光谱范围在短波红外波段，应用范围较小。

发明内容

本实用新型是针对现有分光系统设计困难、光谱范围窄、存在残余像差的问题，提出了一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统，对现有Offner成像光谱仪结构进行改进，小型化，并提高光谱仪的成像质量。

本实用新型的技术方案为：一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统，包括光源、第一凹面反射镜、凸面光栅、第二凹面反射镜和面阵探测器，凸面光栅和两个凹面反射镜均为椭球面，凸面光栅和两凹面反射镜的焦点处于同一Z轴线上，光源位于第一凹面反射镜的一个焦点（F₁）上，第一凹面反射镜的另一个焦点（F₁^’）与凸面光栅的其中一个焦点（F₂）重合，凸面光栅的另一个焦点（F₂^’ ）与第二凹面反射镜的其中一个焦点（F₃）重合，面阵探测器位于第二凹面反射镜的另一个焦点（F₃^’ ）位置上，光源所发出的光束照射到第一凹面反射镜后，经过第一凹面反射镜反射到凸面光栅上，经过凸面光栅后得到的衍射光谱再照射到第二凹面反射镜上，最后经第二凹面反射镜汇聚到面阵探测器上。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型消像差Offner结构成像光谱仪分光系统，具有结构简单，设计方便，消像差，成像质量高，光谱范围宽，应用范围广等优点。

附图说明

图1为本实用新型消像差Offner结构成像光谱仪分光系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示消像差Offner结构成像光谱仪分光系统结构示意图，包括光源1、第一凹面反射镜2、凸面光栅3、第二凹面反射镜4和面阵探测器5。

凸面光栅3和两个凹面反射镜2、4，三者均为椭球面，第一凹面反射镜2的两个焦点分别为F₁和F₁^’ ，凸面光栅3的两个焦点分别为F₂和F₂^’ ，第二凹面反射镜4的两个焦点分别为F₃和F₃^’ ，凸面光栅3和两凹面反射镜2、4的焦点处于同一Z轴线上，第一凹面反射镜2的焦点F₁^’与凸面光栅的焦点F₂重合，凸面光栅的焦点F₂^’与第二凹面反射镜4的焦点F₃重合，建立一个焦点同轴的分光系统；光源1放在第一凹面反射镜的焦点F₁，光源所发出的光束照射到第一凹面反射镜2后，经过第一凹面反射镜2反射到凸面光栅3上，经过凸面光栅3后得到的衍射光谱再照射到第二凹面反射镜4上，最后经第二凹面反射镜4汇聚到面阵探测器5上，由于各元件的摆放位置以及费马原理，在第二凹面反射镜的焦点F₃^’上得到的是消像差像点，将面阵探测器5放在第二凹面反射镜4的焦点F₃^’位置，采集消像差像点。