[实用新型]基于自由曲面的成像光谱仪

权利要求书

1.一种基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，包括：

狭缝，设置于所述成像光谱仪的进光口，用于给所述成像光谱仪提供物像；第一自由曲面镜，设置于自所述狭缝出射的光束的光路上，用于对经所述狭缝出射的光束进行准直与矫正；

反射光栅，设置于自所述第一自由曲面镜出射的光束的光路上，用于对自所述第一自由曲面镜出射的光束进行色散分光处理，使自所述第一自由曲面镜出射的光束中包含的不同波长的光通过不同的角度继续传播；

第二自由曲面镜，设置于所述反射光栅出射的光束的光路上，用于对自所述反射光栅出射的光束进行聚焦和矫正；

光谱图像接收器件，设置于自所述第二自由曲面镜出射的光束的光路上，用于采集自所述第二自由曲面镜出射的光束，形成对应的光谱图像。

2.根据权利要求1所述的基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，所述第一自由曲面镜为Zernike自由曲面，所述Zernike自由曲面的表达式为：

其中，为所述Zernike自由曲面的表达式，其中第一项表示Conic曲面，具有旋转对称性，第二部分表示Zernike多项式，被化解为Zernike多项式的径向坐标ρ，以及Zernike多项式的角度坐标c为所述Zernike自由曲面的顶点的曲率，k为所述Zernike自由曲面的二次曲面系数，r为Zernike自由曲面上点相对于旋转对称轴的径向距离，N为被采用的Zernike自由曲面的表达式的项数，C_i为每取一项i时所对应的新的系数，其中i为大于1的整数。

3.根据权利要求1所述的基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，所述第二自由曲面镜为XY自由曲面，所述XY自由曲面的表达式为：

E_i＝x^myⁿ；

i＝(m+n)²+m+3n)/2+1；

其中，z(x,y)为所述XY自由曲面的表达式，x为XY自由曲面的x轴坐标，为XY自由曲面的y轴坐标，A_i为XY自由曲面的各阶相应的系数，其中i为大于1的整数，m、n分别为x和y的级次，为非负整数，j为阶数，为x和y的级次m与n的和；c为XY自由曲面顶点的曲率，k为XY自由曲面的二次曲面系数，N为被采用的XY自由曲面的表达式的项数。

4.根据权利要求1所述的基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，所述狭缝为可调狭缝，包括两个狭缝片以及与所述两个狭缝片相连接的微调部，用于调整所述两个狭缝片之间的间距。

5.根据权利要求1所述的基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，所述光谱图像接收器件包括面阵CCD。

6.根据权利要求1所述的基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，所述第一自由曲面镜和第二自由曲面镜均包括玻璃衬底和高反膜，且所述高反膜的材质与所述成像光谱仪内进入的光的波段相关。

7.根据权利要求6所述的基于自由曲面的成像光谱仪，其特征在于，所述高反膜包括铝膜、银膜和金膜中的至少一种。