[发明专利]一种用于三维光学成像的紧凑型光谱成像方法及系统

摘要

本发明公开了一种用于三维光学成像的紧凑型光谱成像方法及系统。被测物发出的成像光束经第一块凹面反射镜会聚成像至凸面反射光栅，再经分光和发散成像，将不同波长的成像光束入射至第二块凹面反射镜，经进一步会聚成像，不同波长的成像光线达到非球面场镜，由场镜校正剩余像差后，被测物的不同波长的光谱像会聚在焦平面探测器上。本发明提供的成像系统仅由三个反射元件和一个非球面透镜构成，简化了系统的加工和装调难度，减小了装调产生的累积误差。本发明采用全息记录的方法制备凸面反射光栅，经联合优化，实现像散与其它光学像差的平衡、精细校正，具有色散均匀、相对孔径大、分辨率高、成像质量好、无鬼像、结构紧凑、便于携带的特点。

主权项

1.一种用于三维光学成像的紧凑型光谱成像系统，其特征在于：它为离轴全反射式光学成像结构，系统满足物方、像方远心成像；沿光线入射方向，依次为第一块凹面反射镜（2），凸面反射光栅（3），第二块凹面反射镜（4），场镜（5）；所述的第一块凹面反射镜（2）、凸面反射光栅（3）和第二块凹面反射镜（4）的表面为球面，所述的场镜（5）的表面为非球面，它们对系统焦距的归一化值依次对应为f’₁、f’₂、f’₃和f’₄，满足条件‑0.3≤f’₁≤‑0.25、0.15≤f’₂≤0.2、‑0.31≤f’₃≤‑0.23、0.8≤f’₄≤0.95；所述场镜（5）的前表面的非球面系数依次为e₄₁₂、e₄₁₄、e₄₁₆，后表面的非球面系数依次为e₄₂₂、e₄₂₄、e₄₂₆，满足条件‑4.085E‑4≤e₄₁₂≤‑4.070E‑4，3.35E‑4≤e₄₁₄≤3.65E‑4，‑1.33E‑05≤e₄₁₆≤‑1.30E‑5，‑2.16E‑3≤e₄₂₂≤‑2.04E‑3，‑2.55E‑4≤e₄₂₄≤‑2.68E‑4，1.63E‑5≤e₄₂₆≤1.70E‑5。