轻小型可见/近红外实时成像光谱仪的光学系统设计

• 作者: 刘兵 刘英 孙强 李淳 李灿 王健
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 光谱学 可见/近红外 棱镜分光 实时成像光谱仪
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 光谱学
• 页码范围: 321-328
• 页数: 8页
• 分类号: TH744
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS201535.0630002

摘要

为了解决传统成像光谱仪难以实现光谱和图像信息实时获取的问题,设计一款可见/近红外宽谱段视频型成像光谱仪系统.系统利用多狭缝分光成像技术,将目标光谱图像进行区域划分,代替传统的推帚型成像光谱仪,实现光谱维的大视场成像.采用低色散光学玻璃和双胶合透镜实现宽谱段光学系统的像差校正.前置望远物镜系统采用复杂的双高斯结构,实现小畸变设计和不同视场狭缝处能量的均匀分布.为了同时获取高空间分辨率的实时视频监控和高光谱分辨率,利用分光棱镜将前置望远物镜的像分为两路,一路直接由高分辨率全色相机接收,另一路进入分光系统由灰度相机接收.采用三块棱镜作为分光元件,通过优化材料组合和实际光线控制,获得了萤石-熔石英-萤石理想棱镜组合,实现了光路同轴性和良好色散线性度.设计结果为光学系统的光谱范围为400～1000 nm,F数为3.5,前置望远物镜奈奎斯特频率处设计调制传递函数(MTF)大于0.5,畸变小于0.1％,像面照度均匀性高于98％.整个系统奈奎斯特频率处设计MTF大于0.44,平均光谱分辨率为10 nm.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘兵	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	37	274	11.0	15.0
2	孙强	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	204	1641	20.0	28.0
3	王健	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	153	1133	18.0	27.0
4	李灿	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	87	920	18.0	28.0
5	刘英	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	63	645	16.0	23.0
6	李淳	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	44	351	12.0	18.0