专利名称：折反射式凸面光栅成像光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学元件、系统，具体是指一种用于机载或星载对地观察超光谱成像仪中的折反射式凸面光栅成像光学系统。
在折反射式成像光谱仪方面，Slutter，Warren S.在EP 0 862 050 A2专利中提出了采用Dyson光学系统结构的成像光谱仪，其光栅为凹球面反射光栅。这种采用Dyson系统成像光谱仪其物面与像面距折射透镜很近，从而给机械结构设计带来极大的不便，而且凹面光栅很难制成闪耀型光栅，衍射效率较凸面光栅为低。
本发明的折反射式凸面光栅成像光学系统的结构如
图1所示，它按顺序由凸球面反射光栅4和凹球面反射镜3构成一同轴形式的离轴三反镜成像光学系统，其特征在于在该系统前面增加了一折射透镜2。
来自物方的光束1射经折射透镜2，射向凹球面反射镜3，经其反射至凸球面反射光栅4，再由凸球面反射光栅4射向凹球面反射镜3，再由凹球面反射镜3反射，经折射透镜2，在象方象平面5上成象。
所说的折射透镜2必须满足以下要求1.折射透镜2的材料对成像光谱仪的工作波段必须是透明的；2.折射透镜2的前表面曲率半径R1＝(0.26～0.39)R4，其中R4是凹球面反射镜3的曲率半径。
3.折射透镜2的后表面曲率中心与前表面曲率中心重合，也可以略有分开；4.折射透镜2的中心厚度不小于透镜口径的十分之一；5.折射透镜2与凸球面反射光栅4间隔距离为12mm～25mm。
本发明的光学系统的最大优越性是在同轴形式的离轴三反镜成像光学系统前增加入了折射透镜，使系统的象差得到进一步校正，从而保证系统在保持同轴形式的情况下可以获得与离轴式成像光谱仪相当的像质，而系统的光学元件加工、结构及系统的装调难度却未有任何提高。
系统具体结构参数如下
离轴量(mm)物像高(mm)曲率半径(mm) 间隔(mm)材料物面1 d65018×0.018 平面 d187.433透镜2 0 R1-88.34413.05 K9R2-102.12d2166.62反射镜30 R4-266.77d3142.72光栅4 0 R3-124.04d3142.72 30.86线对/mm反射镜3 0 R4-266.77d2166.62透镜2 0 R2-102.1213.05 K9R1-88.344d487.433像面5 d55218×3.0权利要求
1.一种折反射式凸面光栅成像光学系统，按顺序依次由凸球面反射光栅(4)和凹球面反射镜(3)构成一同轴形式的离轴三反镜成像光学系统，其特征在于a.在该系统前面增加了一折射透镜(2)；b.来自物方的光束(1)经折射透镜(2)，射向凹球面反射镜(3)，经其反射至凸球面反射光栅(4)，再由凸球面反射光栅(4)射向凹球面反射镜(3)，再由凹球面反射镜(3)反射，经折射透镜(2)，在象方象平面(5)上成象。
2.根据权利要求1.一种折反射式凸面光栅成像光学系统，其特征在于所说的折射透镜(2)的材料为对成像光谱仪的工作波段是透明的；折射透镜(2)的前表面曲率半径R1＝(0.26～0.39)R4，其中R4是凹球面反射镜(3)的曲率半径；折射透镜(2)的后表面与前表面近似同心；折射透镜(2)的厚度为不小于其口径的十分之一；折射透镜(2)与凸球面反射光栅(4)间隔距离为12mm～25mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于机载或星载对地观察超光谱成像仪的折反射式凸面光栅成像光学系统，该系统通过在依次由凸球面光栅和凹球面反射镜构成的同轴形式的离轴三反镜成像光学系统前增加折射透镜，使系统的象差得到进一步校正，从而保证系统在保持同轴形式的情况下可以获得与离轴式成像光谱仪相当的像质。该系统结构简单，元件加工及系统装调较离轴系统容易。它主要应用于机载或星载对地观察超光谱成像仪器中观察地物的光谱特性，也可用于医学、矿产等领域对物体的形状及光谱特性进行分析。
文档编号G01J3/18GK1391090SQ0213615
公开日2003年1月15日 申请日期2002年7月23日 优先权日2002年7月23日
发明者沈蓓军, 刘宝丽, 刘银年, 王建宇, 薛永祺 申请人:中国科学院上海技术物理研究所