[發明專利]高效率多通道光譜儀

有效

• 申請號: 201380039223.2
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104508439B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 伊恩·S·羅賓遜;埃里克·M·莫斯昆;萊西·G·庫克
• 申請（專利權）人: 雷神公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/18;G01J3/28;G01J3/36
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所11497
• 代理人: 黃小臨,馮玉清

1.一種多通道成像光譜儀，包括：

雙程反射三元組光學子系統，其配置為接收和校準入射電磁輻射，并且提供校準了的輸出光束；

至少一個入口狹縫，其配置為將所述入射電磁輻射引導至所述反射三元組；

至少一個分束器，其配置為接收來自所述反射三元組的校準了的輸出光束，并且將所述校準了的輸出光束分成多個光譜通道；以及

至少兩個色散元件，其每個配置為接收并且在光譜上色散所述多個光譜通道中的相應一個光譜通道，色散元件的數目提供對應數目的色散輸出；

其中所述反射三元組還配置為將所述多個色散輸出聚焦到與所述至少一個入口狹縫共同定位的至少一個焦平面上以從所述多個色散輸出生成圖像，且

其中色散元件的數目超過焦平面的數目。

2.根據權利要求1所述的多通道成像光譜儀，其中所述反射三元組包括：

正光功率的第一反射物鏡，其配置為接收來自所述入口狹縫的入射電磁輻射，并且將第一和第二色散輸出聚焦到所述焦平面上；

負光功率的第二反射物鏡，其光學耦合到所述第一反射物鏡；以及

正光功率的第三反射物鏡，其光學耦合到所述第二反射物鏡和所述至少一個分束器。

3.根據權利要求1所述的多通道成像光譜儀，還包括位于所述至少一個焦平面處并且光學耦合到所述雙程反射三元組的圖像傳感器。

4.根據權利要求1所述的多通道成像光譜儀，其中所述多個光譜通道包括至少三個光譜通道，所述至少一個分束器包括第一分束器和第二分束器，所述第一分束器光學耦合到所述反射三元組，并且配置為將所述校準了的輸出光束分成第一光譜通道和剩余波長范圍，所述第二分束器光學耦合到所述第一分束器，并且配置為將所述剩余波長范圍分成第二光譜通道和第三光譜通道；且

其中所述至少兩個色散元件包括第一色散元件、第二色散元件和第三色散元件，所述第一色散元件配置為接收并且在光譜上色散所述第一光譜通道，所述第二色散元件配置為接收并且在光譜上色散所述第二光譜通道，所述第三色散元件配置為接收并且在光譜上色散所述第三光譜通道。

5.根據權利要求4所述的多通道成像光譜儀，其中所述第一、第二和第三色散元件是衍射光柵。

6.根據權利要求4所述的多通道成像光譜儀，其中所述至少一個入口狹縫包括第一入口狹縫和第二入口狹縫，所述至少一個焦平面包括與所述第一入口狹縫對準的第一焦平面和與所述第二入口狹縫對準的第二焦平面。

7.根據權利要求6所述的多通道成像光譜儀，還包括：

第三分束器，其光學耦合到所述第二分束器，并且配置為接收和分離所述第三光譜通道以提供第四光譜通道；以及

第四色散元件，其配置為接收并且在光譜上色散所述第四光譜通道。

8.根據權利要求1所述的多通道成像光譜儀，其中所述至少一個入口狹縫包括第一入口狹縫和第二入口狹縫，所述第一入口狹縫配置為將第一波長范圍的入射電磁輻射引導至所述反射三元組，所述第二入口狹縫配置為將第二波長范圍的入射電磁輻射引導至所述反射三元組。

9.根據權利要求8所述的多通道成像光譜儀，其中所述多個光譜通道包括四個光譜通道，所述至少一個分束器包括三個分束器，所述三個分束器光學耦合在一起并且配置為將所述校準了的輸出光束分成四個光譜通道，所述至少兩個色散元件包括四個衍射光柵，每個顏色光柵配置為接收并且在光譜上色散所述四個光譜通道中的一個，所述至少一個焦平面包括與所述第一入口狹縫對準的第一焦平面和與所述第二入口狹縫對準的第二焦平面。