[实用新型]一种星载小型轻量化Dyson高光谱成像仪系统

说明书

本实用新型提供一种星载小型轻量化Dyson高光谱成像仪系统，解决现有Dyson原型光谱仪由于结构过于紧凑，难以进行结构布局和工程研制的问题。该系统包括箱体、前置望远镜组、Dyson棱镜镜组、后置镜组件、电子学焦面组件和精测镜组件；入射光经前置望远镜组入射，依次通过Dyson棱镜镜组和后置镜组件，经后置镜组件反射后实现光路复用，再经过后置镜组件、Dyson棱镜镜组成像于电子学焦面组件。该系统可实现物面与像面分离，易于实现结构布局与工程研制。

技术领域

本实用新型属于星载高光谱成像领域，具体涉及一种星载小型轻量化Dyson高光谱成像仪系统。

背景技术

光谱成像仪可实现光谱成像，同时可探测二维空间信息和一维光谱信息，其在定时、定位测量的同时，具有定性测量和定量分析的功能，因此可应用在物质探测、目标识别、成分分析、过程监控等诸多领域。相比于地面光谱仪和机载光谱仪，星载高光谱成像仪可实现常态化、大幅宽、高重访率探测，广泛应用在军事、农业、海洋学、地理学等领域。

随着航天平台立方星和微纳星的不断发展，对所搭载的光学载荷体积及重量要求越来越小，所以亟需小型化和高性能的高光谱成像仪技术。Dyson型光谱仪由于光路在系统中往返，具有重复利用的效能，因此系统结构紧凑、体积小、重量轻，便于实现小型化。此外，Dyson型光谱仪整体仍保持良好的同心性，所有具有较好的像差特性，易于实现大视场和大相对孔径，可实现更高的探测灵敏度，所以在小型化、轻量化、高性能星载光谱仪技术体制中具有显著优势。

但基于Dyson结构的光谱仪原型是由一块平凸透镜、一个凹面光栅、入射狭缝及探测器组成。其中入射狭缝和探测器接收面均位于平凸透镜的平面上。Dyosn结构的光谱仪原型在工程实现中由于过于紧凑的系统结构，使具有狭缝组件、前置望远镜组、探测器和光学元件的光谱仪空间难以布局，极易发生干涉。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有Dyson原型光谱仪由于结构过于紧凑，难以进行结构布局和工程研制的问题，提供一种星载小型轻量化Dyson高光谱成像仪系统，该系统可实现物面与像面分离，易于实现结构布局与工程研制。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种星载小型轻量化Dyson高光谱成像仪系统，包括箱体、前置望远镜组、Dyson棱镜镜组、后置镜组件、电子学焦面组件和精测镜组件；入射光经前置望远镜组入射，依次通过Dyson棱镜镜组和后置镜组件，经后置镜组件反射后实现光路复用，再通过后置镜组件、Dyson棱镜镜组成像于电子学焦面组件；所述前置望远镜组设置在箱体的前端，包括前置镜筒、前部遮光罩和多组前置镜组；所述前部遮光罩设置在前置镜筒前端，用于遮挡外部杂散光，提高光谱仪成像质量；多组前置镜组设置在前置镜筒内，其中最后一组前置镜组包括玻璃狭缝和保护玻璃，玻璃狭缝用于形成光学狭缝，便于系统成像，保护玻璃用于实现狭缝清洁度；所述Dyson棱镜镜组设置在箱体内，包括Dyson棱镜、Dyson棱镜安装座和Dyson棱镜安装座修切垫；所述Dyson棱镜设置在Dyson棱镜安装座上，所述Dyson棱镜安装座通过Dyson棱镜安装座修切垫设置在箱体内；所述Dyson棱镜包括入射面、出射面、透射面和反射面，所述入射面、出射面垂直设置，所述反射面均与入射面、出射面呈45度设置，所述透射面为曲面；入射光通过入射面、透射面出射，经后置镜组件反射后实现光路复用后再次通过透射面入射至反射面，然后通过反射面反射至出射面，最后成像于电子学焦面组件；所述后置镜组件设置在箱体的后端，包括后置镜筒、凹面光栅组件和多组后置镜组；多组后置镜组设置在后置镜筒内，所述凹面光栅组件通过凹面光栅修切垫与后置镜筒连接，凹面光栅修切垫用于调节凹面光栅组件的空间位置；所述精测镜组件包括精测镜和精测镜粘接座，所述精测镜通过精测镜粘接座设置在箱体的前端，用于系统集成时调整Dyson棱镜的俯仰角度与旋转角度。