本申请提供了一种光谱仪及成像方法，该光谱仪包括：狭缝(1)、准直镜组(2)、第一棱镜(3)、第二棱镜(4)、光栅(5)、聚焦成像镜组(6)及探测器，入射光经所述狭缝(1)进入所述准直镜组(2)，经所述准直镜组(2)消除像差后以准直光出射，所述准直光再依次通过所述第一棱镜(3)、所述第二棱镜(4)及所述光栅(5)分光后入射进入所述聚焦成像镜组(6)，经所述聚焦成像镜组(6)的光束聚焦于像面(7)处并被所述探测器接收。本申请提供的光谱仪，色散元件采用棱镜与光栅相结合的方式，利用棱镜和光栅的不同色散特性来减少光学系统中的光谱非线性色散，提高了成像质量；同时采用直视性设计，使中心波长光线直进直出，避免了由于离轴带来体积大、装调困难，稳定性差等缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光谱探测，特别涉及一种光谱仪及成像方法。
技术介绍
1、成像光谱仪是光学成像技术与光谱分析技术的融合，可在获得目标图像信息的同时获得其对应光谱信息，是一种综合获取目标信息的光学仪器。以高分辨率甚至超分辨率获取遥感目标的超多谱段图像，在大气、海洋和陆地观测等方面应用广泛。
2、其中色散光谱仪因其结构简单、应用广泛而成为国际上长期关注和研究的热点。色散光谱仪一般由膜片、准直透镜、一个或多个色散元件、聚焦透镜和探测器组成，其中色散元件是光谱仪的核心部件。光栅和棱镜是光谱仪系统中最为广泛使用的色散元件。由于色散型成像光谱仪的光谱分辨率与入射狭缝宽度成反比。要获得更高的光谱分辨率，就需不断减小狭缝的宽度，以至于系统的能量通过率很小，导致探测灵敏度很低。随着科学技术的不断发展和应用需求的不断提高，人们对系统的集光能力提出了更高的需求。f数的平方与成像光谱仪的像面照度成反比，反应了系统的集光能力。f数越小，仪器的集光能力就越强，信噪比就越高。综上所述，具有小f数的光谱仪是十分重要和迫切需要的。
3、短波红外波段的能量远远低于可见光波段，成像光谱仪的像面照度与f数的平方成反比，f数越大，仪器的集光能力越强，信噪比就越高。针对高光谱分辨率成像光谱仪小f数的探测需求，实现小f数设计尤为重要。另外，色散元件的使用导致了光谱的非线性，由此产生的光谱偏差使得不同像元位置的中心波长相互偏离。每个图像元的测量值包含了相邻光谱切片的信息，改变了原有的制图信息，增加了光谱定标和校正的难度，极大地影响了光谱成像质量。
/>技术实现思路
1、鉴于此，有必要针对现有技术中存在陷提供一种高光谱成像质量的光谱仪及成像方法。
2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
3、本申请目的之一，提供一种光谱仪，包括：狭缝(1)、准直镜组(2)、第一棱镜(3)、第二棱镜(4)、光栅(5)、聚焦成像镜组(6)及探测器，其中：
4、入射光经所述狭缝(1)进入所述准直镜组(2)，经所述准直镜组(2)消除像差后以准直光出射，所述准直光再依次通过所述第一棱镜(3)、所述第二棱镜(4)及所述光栅(5)分光后入射进入所述聚焦成像镜组(6)，经所述聚焦成像镜组(6)的光束聚焦于像面(7)处并被所述探测器接收。
5、在其中一些实施例中，所述狭缝长6mm，物方数值孔径为0.25。
6、在其中一些实施例中，所述准直镜组(2)包括若个准直镜，任意一准直镜的材料由hzpk5、hzf13、hlaf3b与熔石英构成。
7、在其中一些实施例中，所述第一棱镜(3)的材料为肖特玻璃，所述肖特玻璃包括nlaf34。
8、在其中一些实施例中，所述第二棱镜(4)的材料与所述第一棱镜(3)的材料不同，所述第二棱镜(4)的材料为肖特玻璃，所述肖特玻璃包括sf11。
9、在其中一些实施例中，所述光栅(5)的材料与所述第二棱镜(4)的材料相同。
10、在其中一些实施例中，所述光栅(5)为平面透射光栅，光栅级次为1，所述光栅(5)的光栅刻线密度为0.00811mm。
11、在其中一些实施例中，光束的中心波长在所述平面透射光栅(5)上的入射角等于衍射角。
12、在其中一些实施例中，所述聚焦成像镜组(6)包括若干个成像透镜，所述准直镜组(2)与所述聚焦成像镜组(6)为对称结构，焦距均为45.37mm。
13、在其中一些实施例中，所述探测器选用15μm像元尺寸。
14、本申请目的之二，提供了一种所述的光谱仪的成像方法，包括下述步骤：
15、入射光经所述狭缝(1)进入所述准直镜组(2)，经所述准直镜组(2)消除像差后以准直光出射，所述准直光再依次通过所述第一棱镜(3)、所述第二棱镜(4)及所述光栅(5)分光后入射进入所述聚焦成像镜组(6)，经所述聚焦成像镜组(6)的光束聚焦于像面(7)处并被所述探测器接收。
16、本申请采用上述技术方案，其有益效果如下：
17、本申请提供的光谱仪及成像方法，入射光经所述狭缝(1)进入所述准直镜组(2)，经所述准直镜组(2)消除像差后以准直光出射，所述准直光再依次通过所述第一棱镜(3)、所述第二棱镜(4)及所述光栅(5)分光后入射进入所述聚焦成像镜组(6)，经所述聚焦成像镜组(6)的光束聚焦于像面(7)处并被所述探测器接收，本申请提供的光谱仪及成像方法，色散元件采用棱镜与光栅相结合的方式，利用棱镜和光栅的不同色散特性来减少光学系统中的光谱非线性色散，提高了成像质量；同时采用直视性设计，使中心波长光线直进直出，避免了由于离轴带来体积大、装调困难，稳定性差等缺陷。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光谱仪，其特征在于，包括：狭缝(1)、准直镜组(2)、第一棱镜(3)、第二棱镜(4)、光栅(5)、聚焦成像镜组(6)及探测器，其中：
2.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述狭缝长6mm，物方数值孔径为0.25。
3.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述准直镜组(2)包括若个准直镜，任意一准直镜的材料由HZPK5、HZF13、HLAF3B与熔石英构成。
4.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述第一棱镜(3)的材料为肖特玻璃，所述肖特玻璃包括NLAF34。
5.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述第二棱镜(4)的材料与所述第一棱镜(3)的材料不同，所述第二棱镜(4)的材料为肖特玻璃，所述肖特玻璃包括SF11。
6.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述光栅(5)的材料与所述第二棱镜(4)相同。
7.如权利要求1或6所述的光谱仪，其特征在于，所述光栅(5)为平面透射光栅，光栅级次为1，所述平面透射光栅(5)的光栅刻线密度为0.00811mm。
8.如权利要求7所述的光谱仪，其特征在于，光束的中心波长在所述光栅(5)上的入射角等于衍射角。
9.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述聚焦成像镜组(6)包括若干个成像透镜，所述准直镜组(2)与所述聚焦成像镜组(6)为对称结构，焦距均为45.37mm。
10.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述探测器选用15μm像元尺寸。
11.一种基于权利要求1所述的光谱仪的成像方法，其特征在于，包括下述步骤：
...
【技术特征摘要】
1.一种光谱仪，其特征在于，包括：狭缝(1)、准直镜组(2)、第一棱镜(3)、第二棱镜(4)、光栅(5)、聚焦成像镜组(6)及探测器，其中：
2.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述狭缝长6mm，物方数值孔径为0.25。
3.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述准直镜组(2)包括若个准直镜，任意一准直镜的材料由hzpk5、hzf13、hlaf3b与熔石英构成。
4.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述第一棱镜(3)的材料为肖特玻璃，所述肖特玻璃包括nlaf34。
5.如权利要求1所述的光谱仪，其特征在于，所述第二棱镜(4)的材料与所述第一棱镜(3)的材料不同，所述第二棱镜(4)的材料为肖特玻璃，所述肖特玻璃包括sf11。
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博，刘洋，蒋雪，林冠宇，李寒霜，王晓旭，顾国超，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。