专利名称：：一种双波段凸面光栅成像光谱仪的制作方法
技术领域：
：本发明涉及光学元件、系统，具体是指一种双波段凸面光栅成像光谱仪，它用于机载或星载超光谱对地观察中。
背景技术：
：^航空航天遥感应用中，需获取地物的多谱段成像，一般采用望远镜后分视场或者分色装置，然后使用多个成像光谱仪。若同时需要可见近红外与短波0.4^im2.5iim光谱成像时，则在望远镜后需要两个成像光谱仪组件，分别获取0.4fim1.Opm谱段与1.0nm2.5)im谱段的光谱成像，造成系统复杂，体积重量增大等问题。
发明内容本发明的目的提供一种双波段凸面光栅成像光谱仪，来解决现有技术中需用两个成像光谱仪来实现双波段超光谱成像的技术问题。本发明提出的一种双波段凸面光栅成像光谱仪的光学系统在可见近红外(0.4^im0.95pm)波段使用凸面反射光栅的二级衍射光谱，在短波红外(1.0|im~2.5pm)波段使用凸面反射光栅的一级衍射光谱，在像面前加上一分色片来将不同波段的光谱分开。在可见近红外的像面处用CCD光探测器来接收，短波红外的像面处用红外焦平面器件(如InGaAs)接收。光谱仪的光学系统如附图1所示，从狭缝1发出带有地物信息的光束经被凹球面反射镜2反射至凸面反射光栅3，凸面反射光栅3将带有地物信息的光束色散后反射回凹球面反射镜2，被色散后的光束中的可见近红外波段的二级衍射光谱部分最终由凹球面反射镜2成像并通过分色片4反射成像至可见近红外像面5，被色散后的光束中的短波红外波段一级衍射光谱部分最终由凹球面反射镜2成像并通过分色片4透射成像至短波红外像面6，为提高成像质量，分色片4的的后透射表面沿弧失方向(垂直于光轴)旋转，有一小的楔角，对像散进行校正。本发明的优点在于光谱仪的结构简单，可以同时实现可见近红外和短波红外两个波段的光谱成像，有利于简化超光谱成像系统的结构，降低机载或星载光谱成像系统有效载荷的重量。图l为双谱段凸面光栅成像光学系统结构图，其中卜狭缝，2-凹球面反射镜，3-凸面反射光栅，4-分色片，5-可见近红外像面，6-短波红外像面，dl为物面1与凹球面反射镜2之间距离；d2为凹球面反射镜2与凸面反射光栅3之间距离；d3为凸面光栅3.与分色片4之间距离；d4分色片4的离轴量；d5为分色片4与像面5之间距离；d6为分色片4厚度；d7为分色片4与像面6之间距离；d8为狭缝1与光轴的离轴量；d9为像面6与光轴的离轴量。具体实施方法按本发明中附图1所示的光学系统结构，我们设计了一双波段成像光谱仪，光谱仪的技术指标如下工作波段可见近红外(VIS&NIR):0.4^im0.95jmi;短波红外(SWIR):1.0nm2.5nm;系统F数F/3.0;物方狭缝长度20mm;光谱分辨率可见近红外(VIS&NIR):193nm/mm;短波红外(SWIR):390nm/mm;成像光谱仪垂轴放大倍率1.0;系统具体结构参数附后，其中分色片4为对可见近红外反射，对短波红外透射。可见近红外光学各谱段传递函数在33.0LP/mm处大于0.70，短波红外各谱段光学传递函数在17.0LP/mm处均大于0.70。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种双波段凸面成像光谱仪，它由凸面反射光栅、凹球面反射镜、分色片、探测器组成，其特征在于所述的双波段凸面光栅成像光谱仪可以对0.4μm～0.95μm可见近红外波段的二级衍射光谱和1.0μm～2.5μm短波红外波段的一级衍射光谱进行超光谱成像；所述的双波段凸面光栅成像光谱仪的光学系统由凸面反射光栅(3)、凹球面反射镜(2)和分色片(4)构成，从狭缝(1)发出带有地物信息的光束经被凹球面反射镜(2)反射至凸面反射光栅(3)，凸面反射光栅(3)将带有地物信息的光束色散后反射回凹球面反射镜(2)，被色散后的光束中的可见近红外波段的二级衍射光谱部分最终由凹球面反射镜(2)成像并通过分色片(4)反射成像至可见近红外像面(5)，被色散后的光束中的短波红外波段一级衍射光谱部分最终由凹球面反射镜(2)成像并通过分色片(4)透射成像至短波红外像面(6)。2.根据权利要求1所述的一种双波段凸面成像光谱仪，其特征在于所述的分色片(4)的后透射表面沿光学系统弧失方向与前表面之间有一用来校正像散的楔角。全文摘要本发明公开了一种用于星载或者机载对地观察双谱段高光谱成像仪，该系统为凸反射光栅和凹球面反射镜构成的双谱段成像光谱仪，其中可见近红外(0.4μm～0.95μm)使用凸面反射光栅的二级衍射光谱，短波红外(1.0μm～2.5μm)使用凸面反射光栅的一级衍射光谱，在像平面前加上一分色片来将不同谱段的光谱分开。在可见近红外的像平面处用CCD来接收，短波红外的像平面处用红外焦平面器件(如InGaAs)接收。该结构简单，通过该光谱仪可以拓展成像光谱谱段，主要应用于机载或星载光谱成像系统。文档编号G01J3/28GK101551272SQ200910051789公开日2009年10月7日申请日期2009年5月22日优先权日2009年5月22日发明者丁学专,兰卫华,刘银年,沈蓓军,薛永祺申请人:中国科学院上海技术物理研究所