[发明专利]基于蚀刻衍射光栅的成像光谱仪

摘要

本发明公开了一种基于蚀刻衍射光栅的成像光谱仪。包括推扫式扫描的成像系统和主要集成有第一分光系统或者第二分光系统的集成芯片，输入光经成像系统成像为空间光后，空间光经第一分光系统分光输出，或者空间光依次经数字微镜阵列光开关、柱面镜处理聚焦后再经第二分光系统分光输出。本发明极大减轻了成像光谱仪的重量和体积，具有高集成度，增强了系统的稳定性，具有大范围光谱和较好的系统功能扩展性，可用于小型无人机的遥感探测。

主权项

一种基于蚀刻衍射光栅的成像光谱仪，其特征在于：包括推扫式扫描的成像系统(1)和主要集成有第一分光系统的集成芯片(2)，输入光经成像系统(1)成像为空间光后，输入集成芯片(2)的第一分光系统中经分光处理输出为对应于各个不同像素入射信号光下的不同波长信号光；所述的第一分光系统包括光开关阵列(5)、蚀刻衍射光栅(7)、探测器阵列(9)、模斑转换器(3)、输入波导阵列(4)和输出波导阵列(8)，模斑转换器(3)依次经输入波导阵列(4)、蚀刻衍射光栅(7)和输出波导阵列(8)后与探测器阵列(9)连接，输入波导阵列(4)的前半部分设有可调光衰减器光开关阵列(5)；输入光经成像系统(1)成像为空间光后输入到模斑转换器(3)，经模斑转换器(3)将其转为与输入波导阵列(4)相匹配的模斑输入到输入波导阵列(4)中，再经蚀刻衍射光栅(7)进行转换输入到输出波导阵列(8)并输出获得不同像素的输出信号光，同一像素的输出信号光包含有不同波长的信号光，最后经探测器阵列(9)将光信号转化为电信号；所述的蚀刻衍射光栅采用罗兰圆结构为基础，在输出位置处采用两点法平场输出面设计，输入波导阵列按照罗兰圆位置排列以获得边缘输入波导与中心输入波导的中心工作波长损耗均匀性小于1dB，器件所有输入位置的所有通道串扰小于‑25dB，使得蚀刻衍射光栅的工作波长范围大于500nm。