[发明专利]基于微反射镜阵列的快照式光谱成像方法及其系统

权利要求书

1.一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）来自于无穷远处的物体发出的光线经前置成像物镜到达其后焦平面上；

（2）在前置成像物镜的焦平面处设置微反射镜阵列，所述的微反射镜阵列在光谱维方向具有周期性，单个周期由若干个子反射镜组成阵列，子反射镜为矩形状的凹球面反射镜，凹球面反射镜长为10～30mm，宽为60μm～160μm；各凹球面反射镜具有绕空间维方向和光谱维方向的二维旋转角度，绕空间维方向的旋转角度为-10°～10°，绕光谱维方向的旋转角度为-10°～10°，单个周期内各凹球面反射镜的二维旋转角度不同，不同周期内相对应的凹球面反射镜的二维旋转角度相同；微反射镜阵列将得到图像切分为一系列长且窄的矩形子图像，同时将入射的汇聚光束发散；

（3）发散光束经准直镜准直后产生光瞳阵列；

（4）对应每一个子光瞳，在准直镜后方设置对应的分光元件阵列将光束色散，产生不同波长的光束；

（5）成像镜阵列将色散后的光束成像于像平面上，得到物体的二维空间信息和光谱信息。

2.一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：它包括前置成像物镜（1）、微反射镜阵列（2）、准直镜（3）、分光元件阵列（5）、成像镜阵列（6）和像平面（7）；所述的微反射镜阵列（2）在光谱维方向具有周期性，单个周期由若干个子反射镜组成阵列，子反射镜为矩形状的凹球面反射镜，凹球面反射镜长为10～30mm，宽为60μm～160μm；各凹球面反射镜具有绕空间维方向和光谱维方向的二维旋转角度，绕空间维方向的旋转角度为-10°～10°，绕光谱维方向的旋转角度为-10°～10°，单个周期内各凹球面反射镜的二维旋转角度不同，不同周期内相对应的凹球面反射镜的二维旋转角度相同；所述光谱成像系统的前置物镜（1）的出瞳位于其镜组后方凹球面反射镜的焦点处，入射光线通过前置成像物镜（1）后，经微反射镜阵列（2）将图像切分为一系列长且窄的矩形子图像，并同时将入射的汇聚光束发散，准直镜（3）将发散光束准直，再经分光元件阵列（5）将光束色散产生不同波长的光束，由成像镜阵列（6）将色散后的光束成像于像平面（7）。

3.根据权利要求2所述的一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：前置物镜（1）为透射系统或反射系统。

4.根据权利要求2所述的一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：准直镜（3）为透射系统或反射系统。

5.根据权利要求2所述的一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：所述的分光元件阵列（5）由与微反射镜阵列（2）中子反射镜的数量及阵列排布一致的分光元件（5-1）组成，分光元件（5-1）为棱镜或光栅。

6.根据权利要求2所述的一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：所述的成像镜阵列（6）由与微反射镜阵列（2）中子反射镜的数量及阵列排布一致的成像镜（6-1）组成。

7.根据权利要求2所述的一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：微反射镜阵列（2）的单个周期中，组成阵列的子反射镜数量为16～100个。

8.根据权利要求2所述的一种基于微反射镜阵列的快照式光谱成像系统，其特征在于：微反射镜阵列（2）中的子反射镜数量为32～300个。