[发明专利]可校正谱线弯曲的成像光谱仪系统及其校正方法

摘要

可校正谱线弯曲的光谱仪系统及其校正方法，属于光谱测量和遥感技术领域，为了解决现有技术的问题，可校正谱线弯曲的棱镜‑光栅型成像光谱仪系统，由前置物镜、狭缝、准直物镜、分光元件、成像物镜、滤波片以及CCD组成；其中分光元件由棱镜和透射光栅组成，透射光栅和棱镜组合是利用透射光栅与棱镜产生相反的谱线弯曲进行补偿，对中心波长校正谱线弯曲；同时，透射光栅的入、出射角满足Bragg条件；分光器件的入射光轴和出射光轴A‑A’不在同一条直线上，其偏转角和偏心量由中心波长的偏转角决定；成像光谱仪系统谱线弯曲校正的方法，首先分光元件的设计；然后利用准直物镜和成像物镜产生的畸变以及像面倾斜进行补偿校正剩余谱线弯曲。

主权项

可校正谱线弯曲的成像光谱仪系统，其特征是，由狭缝(1)、准直物镜(2)、分光元件(3)、成像物镜(4)以及CCD(5)组成，从狭缝(1)出射的光经过准直物镜(2)后形成平行光，平行光经过分光元件(3)分光，分光后的各光束经过成像物镜(4)成像在CCD(5)上；其中分光元件(3)由棱镜和透射光栅组成；透射光栅中心波长的入、出射角满足Bragg条件；分光元件(3)的入射光轴和出射光轴A‑A’不在同一条直线上，其偏转角由中心波长的偏转角决定；所述分光元件(3)：利用中心波长光栅的Bragg条件可计算出光栅的入射角的正弦值：其中k为光栅衍射极次，λ为中心波长，d为光栅常数，为光栅衍射角；棱镜和光栅产生的谱线弯曲矢高可近似表示为：其中f'是成像物镜焦距，z是狭缝长度；n为棱镜中心波长折射率，α为棱镜顶角，i′1θ和i′2θ分别为棱镜第一面和第二面的折射角；从公式中可看出yprism为负值，ygrating为正值；令yprism+ygrating＝0，校正中心波长λ3的谱线弯曲，可得出棱镜折射面的倾角，从而确定元件的结构。