[发明专利]一种光谱成像系统

说明书

本申请提供了一种光谱成像系统，包括：前置成像子系统、色散分光‑合光子系统、反相滤光移像子系统以及光探测子系统；前置成像子系统对目标物成像并将光线出射至色散分光‑合光子系统；色散分光‑合光子系统对光线依次进行处理后出射至反相滤光移像子系统；反相滤光移像子系统该光线采取无滤光处理及传像后的光线发射至色散分光‑合光子系统；以及对该光线滤除目标待测光线及传像后的光线发射至色散分光‑合光子系统；色散分光‑合光子系统，还用于分别对滤光处理后和无滤光处理的光线进行处理后出射至光探测子系统；光探测子系统得到目标待测光线的光谱数据。本申请实施例能够在目标能量较弱的情况下，得到高分辨率、高灵敏度的目标光谱信号。

技术领域

本申请涉及光电技术领域，具体而言，涉及一种光谱成像系统。

背景技术

光谱成像技术可同时获取目标的一维光谱信息和二维空间信息，在光学遥感、光谱颜色复制、光谱防伪鉴别、医疗和环境监测等领域，正在得到越来越广泛的应用。棱镜色散光谱仪由于杂散光少、波长范围宽、加工成本低和可靠性高等特点，具有较高的应用价值。

传统的棱镜色散光谱成像装置一般由望远物镜、狭缝、准直物镜、色散棱镜、成像物镜和面阵探测器组成。通过望远物镜将目标物缩小成像于狭缝处，目标物的像经过狭缝、准直镜后变为平行光，平行光经过色散棱镜后按照不同波长分成多束发散光，多束发散光经过成像物镜后在面阵探测器上形成多条以波长散开的狭缝像，面阵探测器进而对这狭缝像进行检测。

当目标物能量较弱的情况下，对应的目标物的像也较弱，经过色散棱镜后按照不同波长分成的多束发散光中，有些波长的光线的能量及其微弱，导致面阵探测器难以对这些能量极其微弱的狭缝像检测。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供光谱成像系统，以提高对目标物进行光谱检测的灵敏度和精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种光谱成像系统，包括：前置成像子系统、色散分光-合光子系统、反相滤光移像子系统以及光探测子系统；

所述前置成像子系统，用于对目标物成像形成第一目标物像，并将所述第一目标物像的第一光线出射至所述色散分光-合光子系统；

所述色散分光-合光子系统，用于对所述第一光线依次进行准直、色散、逆反射和合光后得到第一逆反射光线，并将所述第一逆反射光线出射至所述反相滤光移像子系统；

所述反相滤光移像子系统，用于对所述第一逆反射光线形成第二目标物像，并将所述第二目标物像采取无滤光处理及传像后的第二光线发射至所述色散分光-合光子系统；以及用于对所述第一逆反射光线形成第二目标物像，并对所述第二目标物像滤除目标待测光线及传像后的第三光线发射至所述色散分光-合光子系统，所述目标待测光线为所述第二目标物像中一个设定波长区间对应的光线；

所述色散分光-合光子系统，还用于对所述第二光线依次进行准直、色散、逆反射和合光后得到第二逆反射光线，对所述第三光线依次进行准直、色散、逆反射和合光后得到第三逆反射光线，并分别将所述第二逆反射光线和所述第三逆反光线出射至所述光探测子系统；

所述光探测子系统，用于基于所述第二逆反射光线得到第二光谱数据，基于所述第三逆反射光线得到所述第三光谱数据，并基于所述第二光谱数据和所述第三光谱数据得到所述目标待测光线的光谱数据。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述前置成像子系统包括成像物镜和狭缝；

所述成像物镜，用于将所述目标物缩小成像于狭缝位置处形成所述第一目标物像；

所述狭缝中的所述第一目标物像发出的光线出射至所述色散分光-合光子系统；其中，所述狭缝的位置在所述成像物镜的像面处。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述色散分光-合光子系统包括准直镜和色散棱镜；