[发明专利]一种紧凑型光栅色散光谱成像仪

权利要求书

1.一种紧凑型光栅色散光谱成像仪，其特征在于：包括前置望远物镜系统(1)、狭缝(2)、准直-成像系统(3)、反射光栅(4)及面阵探测器(5)，各部分通过相机整体结构固连；前置望远物镜系统(1)实现对目标成像的功能，将目标成像到狭缝(2)的位置，同时为了实现光瞳匹配，前置望远物镜系统(1)设计成像方远心系统；狭缝(2)为视场光阑，限制了目标成像范围，为了避免与最终面阵探测器(5)位置发生干涉，相对于准直-成像系统(3)离轴设置；准直-成像系统(3)为了与前置望远物镜系统(1)衔接，是一个物方远心系统，一方面要将目标狭缝像的出射光束准直，另一方面又要将光栅色散后的各波长平行光成像到面阵探测器(5)靶面；反射光栅(4)是色散元件，实现对空间目标的光谱分离；面阵探测器(5)通过光电效应获取和记录数字信息；目标出射光线经过前置望远物镜系统(1)，成像到其焦面上，形成目标像；狭缝限制了目标像的范围，仅狭缝内光线能够出射进入准直-成像系统，从狭缝(2)像出射光束经过准直-成像系统(3)准直后入射到反射光栅(4)上，经过反射光栅(4)反射分光后，分离的各谱段平行光再次回射到准直-成像系统(3)，第二次经过准直-成像系统(3)最终成像到面阵探测器(5)上，在与狭缝(2)平行方向形成不同谱段的狭缝像，整个面阵探测器(5)对应一行空间目标和若干光谱通道，通过推扫平台的运动，获得目标完整的数据立方体。

2.一种紧凑型光栅色散光谱成像方法，其特征在于实现步骤为：

(1)目标出射光线经过前置望远物镜系统，成像到其焦面上，形成目标像；

(2)狭缝限制了目标像的范围，仅狭缝内光线能够出射进入准直-成像系统，得到准直-成像系统的准直，由于狭缝相对于准直-成像系统离轴设置，使得准直后平行光束倾斜入射反射光栅，此倾斜角度取决与狭缝离轴距离，可以根据实际结构设计需要确定；

(3)倾斜平行光入射反射光栅，经反射光栅反射分光后，不同于一般色散光谱成像仪直接入射独立的成像镜，此时各波长平行光再次返回入射准直-成像系统；

(4)准直-成像系统将光栅色散后的各波长平行光成像到面阵探测器上，由于平行光具有倾斜角度，使得与狭缝位置发生分离；

(5)面阵探测器通过光电效应获取和记录目标各波长狭缝像的信息。