[发明专利]紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪

权利要求书

1.紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，包括CCD探测器（9）、电子学系统（10）、望远系统和光谱成像系统，所述望远系统包括孔径光阑（1）和望远镜（2），光谱成像系统包括入射狭缝（3）、平面折转镜（4）、准直镜（5）、色散棱镜（6）、成像镜（7）和分波段衰减滤光片（8）；其特征是，所述入射狭缝（3）位于望远镜（2）和准直镜（5）的焦面上；目标发出的光束经孔径光阑（1）和望远镜（2）成像在入射狭缝（3）上，经入射狭缝（3）出射后的光束经平面折转镜（4）和准直镜（5）后入射至色散棱镜（6），经色散棱镜（6）的第一工作表面（a）透射的光束在色散棱镜（6）的第二工作表面（b）内反射后再次经第一工作表面（a）出射，所述出射光束经成像镜（7）聚焦会聚到分波段衰减滤光片（8）上，所述分波段衰减滤光片（8）对不同波段的光信号进行调节后成像到CCD探测器（8）上，在CCD探测器（9）上获得二维光谱图像，电子学系统（10）对二维光谱图像进行采集和处理。

2.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述的光谱成像系统的变倍比在0.8～1.2范围内。

3.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述望远镜（2）的反射面与平面折转镜（4）的反射面相对排列，平面折转镜（4）的反射面与准直镜（5）的反射面相对排列，准直镜（5）的反射面与色散棱镜（6）的第一工作表面（a）相对排列，色散棱镜（6）的第一工作表面（a）与成像镜（7）的反射面相对排列，成像镜（7）的反射面与CCD探测器（9）相对排列。

4.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述望远镜（2）、平面折转镜（4）、准直镜（5）和成像镜（7）的反射面均镀有紫外、可见、近红外波段的反射膜，反射率大于90%。

5.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述望远镜（2）为单块离轴抛物面镜、多片球面反射镜或离轴三反射镜中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述准直镜（5）和成像镜（7）为离轴六次非球面反射镜。

7.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述平面折转镜（4）与入射狭缝（3）之间的距离d₁与准直镜（5）的焦距f₂之间满足：0.3f₂≤d₁≤0.4f₂。

8.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述色散棱镜（6）的第一工作表面（a）即为入射又为出射面，镀紫外、可见、近红外增透膜，第二工作表面（b）为内反射面，镀有紫外、可见、近红外内反射膜，反射率大于90%；所述第一工作表面（a）中心到准直镜（5）顶点的距离为d₂，第一工作表面（a）中心到成像镜（7）顶点的距离为d₃，d₂=d₃；色散棱镜（6）的顶角α满足：10°≤α≤20°。

9.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述分波段衰减滤光片（8）的光谱透射率随波段变化，用于调节不同波段的入射光信号强度；分波段衰减滤光片（8）与CCD探测器的距离d₂满足：3mm≤d₄≤6mm。

10.根据权利要求1所述的紫外、可见、近红外棱镜色散成像光谱仪，其特征在于，所述CCD探测器（9）为紫外增强型探测器，在250～400nm波段的量子效率大于50%，CCD探测器（9）位于成像镜（7）的焦面上。