[发明专利]一种滤光片式双波段小型紫外全向成像仪系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学机械领域，特别是一种滤光片式双波段小型紫外全向成像仪系统。

背景技术

临边观测技术是利用工作在外空间光学仪器测量大气微量气体的一种方式，它集传统天底观测的高空间覆盖率和掩星观测的高垂直分辨率、高观测精度于一身，是目前用于大气探测的最新技术。国外设计的紫外波段大气临边观测仪器多为光谱仪或成像光谱仪结构。光谱仪或成像光谱仪对大气的特定临边方向进行观测，可以提供该观测区丰富的光谱信息，但是观测区受光学结构限制，区域有限，无法同时对大气层进行大范围、宽波段、高分辨率的综合探测，进而无法提供精确的大气全方位、多时空信息。同时，光谱仪或成像光谱仪体积较大，比如欧空局1995年发射的The Global Ozone Monitoring Experiment(GOME)，重量为55kg，美国2003年发射的Ozone Monitoring Instrument(OMI)，重量为65kg。因此，研制出一种新型的紫外波段大气临边观测仪器势在必行。

发明内容

针对上述情况，为了解决现有技术的缺陷，本发明的目的就在于提供一种滤光片式双波段小型紫外全向成像仪系统，可以有效解决体积大、重量大、结构臃肿的问题。

本发明解决技术问题采用的技术方案是，一种滤光片式双波段小型紫外全向成像仪系统，包括两个紫外宽波段成像仪、窄带滤光片、滤光片轮和步进电机，所说的紫外宽波段成像仪包括N棱锥反射镜、宽波段紫外透镜组、CCD探测器和电子学系统，N棱锥反射镜前面依次放置宽波段紫外透镜组、CCD探测器和电子学系统，窄带滤光片放置在宽波段紫外透镜组和N棱锥反射镜之间，步进电机放置在两个紫外宽波段成像仪之间，步进电机通过滤光片轮与窄带滤光片相连。

本发明通过使用高性能窄带滤光片和紫外宽波段成像仪，可实现星下与临边同时探测，实现在紫外波段对大气进行大范围、高分辨率探测，适用于中层大气/临近空间的高时空覆盖探测需要。

附图说明

图1是本发明的一种滤光片式双波段小型紫外全向成像仪系统的结构示意图。

图中，1、N棱锥反射镜，2、窄带滤波片，3、宽波段紫外透镜组，4、CCD探测器，5、步进电机，6、电子学系统，7、滤光片轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1所示，一种滤光片式双波段小型紫外全向成像仪系统，其特征在于，包括两个紫外宽波段成像仪、窄带滤光片2、滤光片轮7和步进电机5，所说的紫外宽波段成像仪包括N棱锥反射镜1、宽波段紫外透镜组3、CCD探测器4和电子学系统6，N棱锥反射镜1前面依次放置宽波段紫外透镜组3、CCD探测器4和电子学系统6，CCD探测器4与电子学系统6相连，窄带滤光片2放置在宽波段紫外透镜组3和N棱锥反射镜1之间，步进电机5放置在两个紫外宽波段成像仪之间，滤光片轮7装在步进电机5上，窄带滤光片2装在滤光片轮7上。

所说的N棱锥反射镜1的棱边数为整数N，整数N的范围为1≤N≤50。

所说的N棱锥反射镜1的锐角底角α范围为50°≤α≤83.5°，钝角底角β范围为96.5°≤β≤130°，N棱锥反射镜1的钝角底面对应窄带滤光片2。

所说的窄带滤光片2为3对。

所说的窄带滤波片2以滤光片轮7的中心轴为对称轴对称分布。

所说的CCD探测器4、宽波段紫外透镜组3、窄带滤波片2和N棱锥反射镜1的中心轴在同一条直线上。

所说的窄带滤光片2与宽波段紫外透镜组3之间的距离D范围是7mm≤D≤13mm。

所说的窄带滤光片2与N棱锥反射镜1之间的距离d的范围是40mm≤d≤46mm。

本发明中的N棱锥反射镜1将半视场69°～75°压缩为12°～18°，经滤光片2后通过宽波段紫外透镜组3成像，在CCD探测器4上成一环形图像；星下点10°视场角内的场景经窄带滤光片2后，经宽波段紫外透镜组3直接成像，在CCD探测器4中心位置成一圆斑像。窄带滤光片2由步进电机5控制，实现一对波长同时探测。

通过高性能的窄带滤光片2实现探测波长信号测量。大气反演技术通常对几对波长信号同时进行探测，利用测量信号反演大气成分的分布，比如窄带滤光片2的波长265nm与295nm为一对，340nm与360nm为一对。