[发明专利]用于地基对月观测的宽波段高光谱分辨率成像系统

权利要求书

1.用于地基对月观测的宽波段高光谱分辨率成像系统，安装在二维跟踪转台上，其特征在于，包括：主镜(1)、次镜(2)、入射狭缝(3)、楔形分色片(4)、第一VNIR反射镜(5)、VNIR凸面光栅(6)、第二VNIR反射镜(7)、VNIR平面转折镜(8)、VNIR级次选择滤光片(9)、VNIR焦平面探测器(10)、第一IR反射镜(11)、IR凸面光栅(12)、第二IR反射镜(13)、IR级次选择滤光片(14)和IR焦平面探测器(15)；

调整二维跟踪转台使宽波段高光谱分辨率成像系统的视轴对准月球圆盘的右边缘，月球圆盘的一个条带经主镜(1)和次镜(2)反射聚焦后成像在入射狭缝(3)上，形成狭缝像；

从入射狭缝(3)出射的可见近红外波段的光束依次经楔形分色片(4)反射、第一VNIR反射镜(5)反射、VNIR凸面光栅(6)色散后、第二VNIR反射镜(7)聚焦、VNIR平面转折镜(8)折转、VNIR级次选择滤光片(9)滤光后分波长聚焦成像在VNIR焦平面探测器(10)上；

从入射狭缝(3)出射的红外波段的光束依次经楔形分色片(4)透射、第一IR反射镜(11)反射、IR凸面光栅(12)色散后、第二IR反射镜(13)聚焦、IR级次选择滤光片(14)滤光后分波长聚焦成像在IR焦平面探测器(15)上；

当狭缝像从月球圆盘的右边缘扫描至左边缘时，完成对月球圆盘的一次扫描；再次调整二维跟踪转台使宽波段高光谱分辨率成像系统的视轴重新对准月球圆盘的右边缘，重新开始下一次的扫描观测，依次循环往复，实现对整个月球圆盘的宽波段、高光谱分辨率扫描观测；

所述入射狭缝(3)为弯曲狭缝，所述入射狭缝(3)的安装面为柱面，所述入射狭缝(3)的安装面的旋转轴垂直于入射狭缝(3)长度方向，所述入射狭缝(3)的安装面的曲率半径R₃满足：50mm≤R₃≤100mm；

所述VNIR凸面光栅(6)分为A区和B区，A区和B区的闪耀波长不同，A区用于提高短波的衍射效率，B区用于提高长波的衍射效率，A区的面积S_A和B区的面积S_B满足：1.2S_A≤S_B≤1.5S_A；

所述IR凸面光栅(12)分为C区和D区，C区和D区的闪耀波长不同，C区用于提高短波的衍射效率，D区用于提高长波的衍射效率，C区的面积S_C和D区的面积S_D满足：2S_C≤S_D≤2.5S_C。

2.根据权利要求1所述的用于地基对月观测的宽波段高光谱分辨率成像系统，其特征在于，所述主镜(1)的二次曲面系数K₁满足：-1≤K₁≤-1.5；所述次镜(2)的二次曲面系数K₂满足：-1.5≤K₂≤-5；所述次镜(2)对主镜(1)的遮拦比小于30％。

3.根据权利要求1所述的用于地基对月观测的宽波段高光谱分辨率成像系统，其特征在于，所述楔形分色片(4)采用ZnSe材料制成，其楔角β满足：0.15≤β≤0.3；宽波段高光谱分辨率成像系统的工作波段利用楔形分色片(4)分为可见近红外波段和红外波段，视场角FOV满足：1.2≤FOV≤1.6，焦距f满足：460mm≤f≤560mm，相对孔径D/f满足：1/5≤D/f≤1/3。

4.根据权利要求1所述的用于地基对月观测的宽波段高光谱分辨率成像系统，其特征在于，所述VNIR级次选择滤光片(9)在光谱维方向分为E区和F区，E区和F区均镀有带通滤光片膜，E区的透射波段为350～700nm，F区的透射波段为700～1050nm。

5.根据权利要求1所述的用于地基对月观测的宽波段高光谱分辨率成像系统，其特征在于，所述IR级次选择滤光片(14)在光谱维方向分为G区、H区和I区，G区和H区均镀有带通滤光片膜，I区镀有线性渐变膜，G区的透射波段为1000～2000nm，H区的透射波段为2000～3000nm，I区线性渐变波段为3000～3500nm。