[发明专利]一种基于阶跃滤光片的超光谱成像仪

摘要

本发明公开了一种基于阶跃滤光片的超光谱成像仪，分光系统使用阶跃滤光片实现光谱分离，整个光学系统采样二次成像的方式实现阶跃滤光片和焦平面探测器的分离，采用压电陶瓷偏转机构，精确进行像移补偿，探测器对地物目标1/m(m为单个光谱对应的探测器采样行数)冗余过采用，防止由于滤光片过渡行不透光引起地物目标漏扫。整个系统结构简单，重量轻，能提高系统等效读出帧频m‑1倍，并且能够依据系统应用需要自由选取光谱波段，这种超光谱成像系统对读出帧频要求很高以及对光谱波段要求不连续的场合有特别突出的优势。

主权项

一种基于阶跃滤光片的超光谱成像仪,包括光学系统，像移补偿系统，阶跃滤光片，面阵探测器和电子学系统，其特征在于：所述的光学系统包括一次光学望远镜和二次中继光学；所述的像移补偿系统为压电陶瓷的偏转装置，由电子学系统控制；所述的电子学系统包括压电偏转装置驱动和探测器驱动以及数据采集；所述的阶跃滤光片的每个谱段对应m个成像扫描行，通过和像移补偿机构配合，将超光谱仪器的系统等效读出帧频提高m‑1倍，为利用探测器空间的富余换取系统时间上的不足；超光谱的光谱间隔和光谱宽度由阶跃滤光片决定，光谱通过阶跃滤光片自由选取，满足不同应用求；所述的超光谱成像仪结构如下：一次成像望远镜在最前端，为一次光学，望远镜收集光学信号，对远距离光线进行汇聚；在一次光学焦面的前面，有压电陶瓷的偏转平台，通过偏转平台与扫描方向相反的偏转实现凝视稳像；阶跃滤光片放置在一次焦面上，其几何大小和二次焦面上的探测器像元1：1的对应，全谱段的光线通过阶跃滤光片分光后，变为按几何位置不同光谱阶跃变化的光线，这组按几何位置不同的光线与探测器面上谱线位置一一对应；谱阶跃变化的光线再经过二次成像光学，最终成像在二次焦平面的探测器上，对地物目标成像，由探测器光电转化输出地物目的光谱曲线和几何图像。