[发明专利]一种成像光谱仪的杂光抑制方法

说明书

本发明公开了一种成像光谱仪的杂光抑制方法。该方法针对基于集成滤光片分光且采用分色片进行谱段分离的成像光谱仪。分色片在系统视场光阑附近，分A、B区镀分色膜，入射光谱覆盖λa1～λb4。λab是双通道分界波长；λac、λbc分别是反射表面和透射表面薄膜分界线对应的波长。A区域λa1～λa3反射，λb1～λb3透射，反射光谱下降沿在λac之后，透射光谱上升沿在λab之前；B区域λa2～λa4反射，λb2～λb4透射，反射光谱下降沿在λab之后，透射光谱上升沿在λbc之前。经集成滤光片后，反射通道为λa1～λab，透射通道为λab～λb4。本发明对于集成滤光片分光的成像光谱仪，解决了普通分色片过渡区有带内杂光且光学效率低的问题，也降低了分光薄膜的研制难度。

技术领域

本发明涉及遥感探测领域中的成像光谱仪的性能优化方法，具体是指一种杂散光的抑制方法，针对基于集成滤光片分光且采用分色片进行谱段分离的成像光谱仪。

背景技术

近年来，由于光刻掩模工艺和微区光学膜层控制沉积技术的发展，已能研制出可工程应用的微通道集成滤光片。对于超高或甚高空间分辨率高光谱分辨率的成像光谱仪而言，此项分光技术具有高光学效率、结构简单、波形可控等诸多优点。

对于狭缝色散式成像光谱仪，由于视场光阑仅为一条穿轨方向的狭缝，光谱维对主光学的视场需求小，可以直接用视场分离方式分多个光谱仪来实现谱段连续，不使用分色元件，从而不会引入带内杂光；或者即便由于后方多个光谱仪空间布局不开，而采用分色元件拓宽主系统像方以利于多个光谱仪布局，由于光谱仪对系统光谱维的视场需求一般为一个瞬时视场，狭缝能挡住由于分色元件的多次反射引入的带内杂光。

对于基于集成滤光片分光的成像光谱仪，由于是面视场成像，其视场光阑为一个面，光谱维对主光学的视场需求大，因此在主光学视场配给有限，且系统要求做到宽谱段连续分光的情况下，则用分色元件进行谱段分离。然而，由于光谱仪对系统光谱维的视场需求为一个面，若分色元件为普通的分色片，即过渡光谱范围内，既有反射也有透射，那么由分色片过渡光谱引入的多次反射杂光，面视场光阑无法挡住从而形成了过渡光谱附近波段的带内杂光，不利于光谱信息的准确性。

本发明提出了一种专门针对基于集成滤光片分光且采用分色片进行谱段分离的成像光谱仪的杂光抑制方法，通过分色片针对性设计，从根本上消除了分光过渡波段的带内杂光，极大提高了分光过渡波段的光学效率，同时降低了分光薄膜的研制难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：基于上述已有技术存在的一些问题，本发明的目的是设计一种成像光谱仪的杂光抑制方法，对于基于集成滤光片分光且采用分色片进行谱段分离的成像光谱仪，避免分光过渡波段的带内杂光，极大提高分光过渡波段的光学效率。

本发明涉及的成像光谱仪光路示意图如图1所示。长焦距主光学1收集的光线经分色片2，反射会聚到反射通道主焦面3上，透射会聚到透射通道主焦面4上，实现谱段分离；反射通道集成滤光片5置于反射通道主焦面3上，经反射通道变倍后光学7，对反射通道主焦面3的视场进行分光成像，被反射通道面阵探测器9接收；透射通道集成滤光片6置于透射通道主焦面4上，经透射通道变倍后光学8，对透射通道主焦面4的视场进行分光成像，被透射通道面阵探测器10接收。对于这样的系统，普通分色片会造成的带内多次反射杂光，如图2和图3所示。