[发明专利]一种用于近红外光谱感知节点的入射光学系统及其工作方法

权利要求书

1.一种用于近红外光谱感知节点的入射光学系统，其特征在于，该系统包括近红外光光源、沿入射光传播方向依次设置的平凸透镜、正柱面镜和感光元件，所述入射光依次穿过平凸透镜的凸面侧和平面侧，再依次穿过正柱面镜的凸柱面侧和平面侧，最终进入感光元件；

所述平凸透镜的凸面侧的曲率半径为52.51mm；所述正柱面镜的凸柱面侧的曲率半径为51.85mm；

所述平凸透镜的焦距为101.6mm、中心厚度为4mm，通光孔径为25.4mm；所述正柱面镜的焦距为100mm、中心厚度为3.16mm，通光孔径为25mm；

所述平凸透镜和正柱面镜均由H-K9L冕牌玻璃制成；

所述平凸透镜和正柱面镜的中心距为5.58mm，所述平凸透镜的凸面侧顶点到所述感光元件的距离总长为53.76mm。

2.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱感知节点的入射光学系统，其特征在于，所述近红外光光源为太阳光照射待探测物体后的反射光，具体是波长范围为1350nm至1550nm波段的近红外光。

3.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱感知节点的入射光学系统，其特征在于，所述平凸透镜的焦距公差±1％，尺寸公差0.0-0.1mm，中心厚度公差±0.1mm；所述正柱面镜的焦距公差±2％，尺寸公差0.0-0.1mm，中心厚度公差±0.1mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱感知节点的入射光学系统，其特征在于，所述平凸透镜和正柱面镜的两侧均镀1050nm至1620nm波段的增透膜，单层增透膜透过率大于99.5％。

5.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱感知节点的入射光学系统，其特征在于，所述感光元件是带有64通道线性渐变滤光片的256元线列InGaAs探测器，其光敏面是尺寸为12.8mm×0.5mm的矩形。

6.如权利要求1-5任意一项所述光学系统的工作方法，其特征在于，该方法包括：

由近红外光光源发射的波长为1350nm至1550nm波段的光线首先进入平凸透镜，受入瞳限制，入射光线为直径25.4mm的圆形光束，经平凸透镜折射后光线发生汇聚；经平凸透镜整形后的圆形光束进入正柱面镜后，光束直径变小、并在感光元件的光敏面处形成一椭圆形线条光斑，光斑长度与光敏面尺寸相一致。