一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统，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上，第一凹面反射镜的另一个焦点与凸面光栅的其中一个焦点重合，凸面光栅的另一个焦点与第二凹面反射镜的其中一个焦点重合，构成一个焦点同轴的分光系统，面阵探测器位于第二凹面反射镜的另一个焦点位置上，采集到消像差像点。本系统结构简单，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。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 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。 一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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】
[0004] 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。
[0005] 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（FJ上，第一凹面反射镜的另一个焦点（F/)与凸面光栅的其中一个焦点 (F 2)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（F 3'）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。
[0006] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 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】
[0008] 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。
[0009] 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 点分别为匕和匕'，凸面光栅3的两个焦点分别为&和&'，第二凹面反射镜4的两个焦点 分别为F 3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的焦点匕'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匕，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F 3'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。
【权利要求】
1. 一种消像差Offner结构成像光谱仪分光系统，其特征在于，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 (FJ上，第一凹面反射镜的另一个焦点（F/)与凸面光栅的其中一个焦点（F 2)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（F 3'）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。
【文档编号】G01J3/02GK203908676SQ201420274631
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】韩姗, 黄元申, 隋峰, 李柏承, 徐邦联 申请人:上海理工大学