[发明专利]一种基于线列探测器的宽幅宽谱长波红外高光谱成像系统

权利要求书

1.一种基于线列探测器的宽幅宽谱长波红外高光谱成像系统，包括望远物镜(1)、补偿摆镜(2)、成像镜(3)、狭缝(4)、长波红外分光系统(5)、线列探测器(7)，其特征在于：

来自目标的光线经望远物镜(1)会聚后，通过补偿摆镜(2)反射后，经成像镜(3)成像在狭缝(4)上，通过狭缝(4)后的辐射能量经过长波红外分光系统(5)后，在位于长波红外光谱焦面(6)上的线列探测器(7)上光谱成像，再利用线列探测器(7)获得图像信息；狭缝(4)沿垂直狭缝方向上下运动扫描，补偿摆镜(2)进行同步旋转扫描，使同一目标的不同光谱波长的像面在焦面(6)位置按波长大小上下顺序移动，从而使线列探测器(7)分时获取所有波长光谱通道的信息。

2.一种基于权利要求1所述的基于线列探测器的宽幅宽谱长波红外高光谱成像系统的成像方法，其特征在于：将所述长波红外高光谱成像系统搭载在运动平台(8)上对目标进行成像，具体成像方法如下：

狭缝(4)沿垂直狭缝方向从偏离主光轴(1-1)距离-Ln_max的位置分N步步进扫描到偏离主光轴(1-1)距离+Ln_max的位置，补偿摆镜(2)同步从偏离主轴(1-2)角度-αn_max的位置分N步步进旋转扫描到偏离主轴(1-2)角度+αn_max的位置，同一目标的不同光谱波长的像面在焦面(6)位置按波长大小从下往上分N步顺序移动，获得N个连续谱段信息，线列探测器(7)读出其光电转换信号，从而使线列探测器(7)分时获取目标整个长波红外波长范围内N个光谱通道的信息，N为所述长波红外高光谱成像系统的谱段数；

线列探测器(7)获取目标整个长波红外范围N个通道的高光谱图像后，狭缝(4)快速从偏离主光轴(1-1)距离+Ln_max的位置回到偏离主光轴(1-1)距离-Ln_max的位置，对应的补偿摆镜(2)快速从偏离摆主轴(1-2)角度+αn_max的位置回到偏离主轴(1-2)角度-αn_max的位置，开始对下一个目标进行成像；重复上述步骤获得所需目标成像的所有波长光谱通道的信息；

其中，狭缝(4)上下运动偏离主光轴(1-1)位置的距离L_n与补偿摆镜(2)旋转扫描的角度α_n始终保持如下关系式：

其中，v_L为狭缝(4)运动速度，v为运动平台(8)整体运行速度，h为运动平台(8)运行高度；D₁为望远物镜(1)与补偿摆镜(2)的距离；D₂为补偿摆镜(2)与狭缝(4)距离。

3.根据权利要求2所述的一种基于线列探测器的宽幅宽谱长波红外高光谱成像系统的成像方法，其特征在于：所述狭缝(4)上下运动偏离主光轴(1-1)位置的最大距离范围±Ln_max，

其中，H₁为长波红外光谱焦面(6)的高度，β为长波红外分光系统(5)的垂轴放大倍率，

其中，H₂为狭缝(4)高度，H₃为线列探测器(7)高度。