[发明专利]一种Dyson曲面棱镜光谱成像系统

说明书

本发明公开了一种Dyson曲面棱镜光谱成像系统，所述系统包括狭缝、Dyson透镜、凸透镜、凹透镜、第一曲面棱镜、第二曲面棱镜和探测器，所述凸透镜和凹透镜位于所述Dyson透镜和所述第一曲面棱镜之间；所述第一曲面棱镜和第二曲面棱镜的前后表面均为球面，但光轴并不在一条直线上，两个曲面棱镜具有不同的折射率阿贝数，且夹角倾斜方向不同；所述第二曲面棱镜的后表面作为整个系统的孔径光阑，并在整个后表面镀制反射膜层。该系统能够在实现宽谱段、大视场、高分辨率的同时，实现高信噪比和易于装调的紧凑体积。

技术领域

本发明涉及高光谱成像技术领域，尤其涉及一种Dyson曲面棱镜光谱成像系统。

背景技术

高光谱成像技术是在多光谱遥感技术基础上发展起来的新一代航天航空光学遥感技术，能高分辨率同时获取目标的空间和光谱信息，高光谱成像仪一般由前置镜系统、狭缝和光谱成像系统组成，当前高光谱成像设备正朝着大视场、宽谱段、高分辨率和小型化的方向发展，目前常见的高光谱成像技术方案包括Czerny-Turner，Offner和Dyson等，具体来说：

1)Czerny-Turner光谱仪采用平面光栅作为分光元件，但存在着较大的残余像散难以得到有效校正，且F数不能做到足够小；

2)Offner光谱仪使用凸面光栅作为分光元件，具有良好的成像性能，但是其凸面光栅的制作难度大和成本高昂。而且Offner光谱仪的F数不能做到很小，通常F数2.5已经是极限值。

3)Dyson光谱成像系统由Dyson透镜和凹面光栅组成，现有技术是采用凹面光栅作为分光元件，Dyson透镜的球面与凹面光栅同心，Dyson光谱仪衍射光栅的高级衍射光引起的杂光问题会严重影响系统的综合质量，并且由于光栅衍射引起的能量损失一定程度上降低了系统的信噪比。

发明内容

本发明的目的是提供一种Dyson曲面棱镜光谱成像系统，该系统能够在实现宽谱段、大视场、高分辨率的同时，实现高信噪比和易于装调的紧凑体积。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种Dyson曲面棱镜光谱成像系统，所述系统包括狭缝、Dyson透镜、凸透镜、凹透镜、第一曲面棱镜、第二曲面棱镜和探测器，其中：

所述凸透镜和凹透镜位于所述Dyson透镜和所述第一曲面棱镜之间；

所述第一曲面棱镜和第二曲面棱镜的前后表面均为球面，但光轴并不在一条直线上，两个曲面棱镜具有不同的折射率阿贝数，且夹角倾斜方向不同；

所述第二曲面棱镜的后表面作为整个系统的孔径光阑，并在整个后表面镀制反射膜层；

在成像过程中：由前置镜收集的探测目标的光束经过所述狭缝后，依次入射到Dyson透镜、凸透镜、凹透镜、第一曲面棱镜、第二曲面棱镜；再由所述第二曲面棱镜后表面镀制的反射膜层反射后，光束再依次经过第二曲面棱镜、第一曲面棱镜、凹透镜、凸透镜、Dyson透镜，并最终成像在所述探测器上。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统能够在实现宽谱段、大视场、高分辨率的同时，实现高信噪比和易于装调的紧凑体积，提高了光谱成像系统的性能和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的Dyson曲面棱镜光谱成像系统的整体结构示意图；

图2为本发明所举实例Dyson曲面棱镜光谱成像系统的示意图。

具体实施方式