[發明專利]棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統

有效

• 申請號: 201310310702.5
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103389159A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 薛慶生;王淑榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02;G02B17/08
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 王丹陽

1.棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，該光譜成像系統包括入射狹縫（1）、第一準直鏡（2）、色散棱鏡（3）、聚焦反射鏡（4）、分色片（5）、平面折轉鏡（6）、第一折轉棱鏡（7）、第二準直鏡（8）、第一平面光柵（9）、第一聚焦透鏡組（10），第一探測器焦平面（11）、第二折轉棱鏡（12）、第三準直鏡（13）、第二平面光柵（14）、第二聚焦透鏡組（15）和第二探測器焦平面（16）；

所述入射狹縫（1）和色散棱鏡（3）的入射面a均位于第一準直鏡（2）的焦平面上，所述分色片（5）同時位于聚焦反射鏡（4）的焦平面和第二準直鏡（8）的焦平面上；

從入射狹縫（1）出射的寬波段光束依次經第一準直鏡（2）準直、色散棱鏡（3）預色散后由聚焦反射鏡（4）分波長聚焦至分色片（5）上，分色片（5）對短波長光束c進行透射形成透射光束，對長波長光束d進行反射形成反射光束，透射光束依次經平面折轉鏡（6）折轉、第一折轉棱鏡（7）折轉、第二準直鏡（8）準直、第一平面光柵（9）二次色散后由第一聚焦透鏡組（10）分波長聚焦成像在第一探測器焦平面（11）上；反射光束依次經第二折轉棱鏡（12）折疊、第三準直鏡（13）準直、第二平面光柵（14）二次色散后由第二聚焦透鏡組（15）分波長聚焦成像至第二探測器焦平面（16）上。

2.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述色散棱鏡（3）的頂角α滿足：33°≤α≤37°。

3.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述第一準直鏡（2）和聚焦反射鏡（4）均為離軸拋物面鏡，第一準直鏡（2）的曲率半徑R₁與聚焦反射鏡（4）的曲率半徑R₂之間的關系滿足：1.5R₂≤R₁≤1.7R₂。

4.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述平面折轉鏡（6）、第一折轉棱鏡（7）、第二準直鏡（8）、第一平面光柵（9）、第一聚焦透鏡組（10）和第一探測器焦平面（11）組成通道一，通道一的波段范圍為250～510nm；所述第二折轉鏡棱鏡（12）、第三準直鏡（13）、第二平面光柵（14）、第二聚焦透鏡（15）和第二焦平面探測器（16）組成通道二，通道二的波段范圍為500～750nm。

5.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述第一折轉棱鏡（7）的第一工作面e為透射面，第二工作面f為全反射面，第三工作面g為內反射面，第四工作面h為透射面，第二工作面e和第四工作面h位于同一平面上，第一折轉棱鏡（7）的頂角β滿足：25°≤β≤35°。

6.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述第二折轉棱鏡（12）的第一工作面i為透射面，第二工作面j為內反射面，第三工作面k為全反射面，第四工作面l為透射面，第一工作面i和第三工作面k位于同一平面上，第二折轉棱鏡（12）的頂角γ滿足：20°≤γ≤30°。

7.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述第二準直鏡（8）和第三準直鏡（13）均為球面反射鏡。

8.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述第一平面光柵（9）和第二平面光柵（14）均為閃耀光柵，第一平面光柵（9）的閃耀波長為250～510nm；第二平面光柵（14）的閃耀波長為500～750nm。

9.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述第一聚焦透鏡組（10）由2～6片球面透鏡組成；所述第二聚焦透鏡組（15）由2～5片球面透鏡組成。

10.根據權利要求1所述的棱鏡和光柵級聯色散雙通道高分辨率光譜成像系統，其特征在于，所述短波長光束c入射到所述分色片（5）的透射區域，所述長波長光束d入射到所述分色片（5）的反射區域，所述分色片（5）的中間區域為短波長光束c和長波長光束d的交疊區域。