[发明专利]基于同心离轴双反射系统的成像光谱仪

摘要

基于同心离轴双反射系统的成像光谱仪包括入射狭缝、准直光学系统、平面光栅、聚焦光学系统、阵列探测器。其准直光学系统与聚焦光学系统分别为同心离轴双反射系统，且共用相同光学参数。通过入射狭缝的出射光投射到准直光学系统中，经准直光学系统实现光束准直后投射到平面光栅上，从平面光栅上衍射的光束再次投射到聚焦光学系统中，经聚焦光学系统聚焦成像到阵列探测器上。本发明解决了传统平面光栅成像光谱仪彗差与像散难以同时校正的问题，可实现较高的光谱分辨力与成像分辨力。该成像光谱仪所有反射镜的光学面均为球面，且具有公共球心，不仅可以降低光学加工难度与加工成本，同时有利于工程光学的装调与测试。

主权项

基于同心离轴双反射系统的成像光谱仪包括：（1）入射狭缝1，限定成像光谱仪系统的成像范围，其大小尺寸同时决定进入成像光谱仪系统能量的多少。狭缝宽度决定成像光谱仪光谱维的光谱带宽，即成像光谱仪的光谱分辨率；狭缝高度决定成像光谱仪成像维的视场角，即单幅光谱图像的成像范围。（2）准直光学系统，由两块球面反射镜（一块凹面反射镜2，一块凸面反射镜3）组成的同心离轴反射系统。将通过入射狭缝的光准直并反射到平面光栅上。（3）平面光栅4，是成像光谱仪系统的孔径光阑。对经过准直光学系统出射的复色平行光按波长不同色散为具有不同衍射角的单色平行光束组。（4）聚焦光学系统，由两块球面反射镜（一块凸面反射镜5，一块凹面反射镜6）组成的同心离轴反射系统。将分光后的单色平行光束组分别聚焦至阵列探测器光敏面的不同位置处。（5）阵列探测器7，采集光谱图像数据，将光信号转换为电信号。