[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計(jì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610357201.6
• 申請(qǐng)日: 2016-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN105784115A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆同群;張聲榮;伍志軍;王志洲;劉寶星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海新產(chǎn)業(yè)光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28;G01J3/26
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計(jì)。

背景技術(shù)

高光譜成像儀是一種用來(lái)對(duì)物體的光譜和空間二維信息進(jìn)行采集分析的光學(xué)儀器，應(yīng)用于大氣環(huán)境檢測(cè)、溫室氣體分析、空氣能見度測(cè)量、化學(xué)戰(zhàn)劑檢測(cè)、PM2.5分析等領(lǐng)域。單色器是高光譜成像儀的核心器件，用來(lái)對(duì)物體的光譜信息進(jìn)行分解，以便獲得需要的信息。根據(jù)所用的單色器不同，高光譜成像儀分為幾種類型。

棱鏡-光柵-棱鏡（PGP）型高光譜成像儀采用普通棱鏡和衍射光柵的組合來(lái)達(dá)到分光目的，在一定程度上彌補(bǔ)了棱鏡和光柵單獨(dú)作為分光元件時(shí)的譜線彎曲，有利于儀器的整體結(jié)構(gòu)的裝調(diào)，但其色散性能主要以其中的光柵為主，具有較寬的光譜測(cè)量范圍和較高的光譜分辨率，但是由于受到光柵狹縫大小的限制，該方法難以獲得較高的光通量，信噪比較低。

傅里葉變換型高光譜成像儀利用干涉儀原理進(jìn)行分光，通過(guò)探測(cè)像元輻射的干涉圖，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換處理，獲得像元的光譜分布。這種方法具有較高的光譜分辨率、較高的光通量、較高的信噪比，但是受限于光程差變化間隔難以太小，該方法主要用于紅外光譜波段。

目前的高光譜成像儀難以同時(shí)兼顧光譜分辨率、光通量、光譜測(cè)量范圍等特性。開發(fā)一種具有較高的綜合性能的高光譜成像儀顯得尤為迫切。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前高光譜成像儀中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高光譜分辨率、較高的光通量以及光譜測(cè)量范圍較大的基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計(jì)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計(jì)，包括前置望遠(yuǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)、單色器、會(huì)聚成像系統(tǒng)、光電接收處理系統(tǒng)和顯示器，所述單色器設(shè)置在前置望遠(yuǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)和會(huì)聚成像系統(tǒng)之間，所述的前置望遠(yuǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)由主反射鏡和次反射鏡組成，所述主反射鏡的中間設(shè)置有一開口，所述主反射鏡的焦點(diǎn)與次反射鏡的焦點(diǎn)位置重合；

所述的會(huì)聚成像系統(tǒng)由四組透鏡組成，包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組、和第四透鏡組，每個(gè)透鏡組由若干個(gè)透鏡組成，每個(gè)透鏡組設(shè)置在單色器的其中一個(gè)工作通道出口上；

所述的光電接收處理系統(tǒng)由CCD探測(cè)器和信號(hào)處理器組成，每個(gè)透鏡組的后焦面上設(shè)置有相應(yīng)的CCD探測(cè)器，每個(gè)CCD探測(cè)器與信號(hào)處理器連接，信號(hào)處理器連接在顯示器上。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述主反射鏡的開口尺寸大于次反射鏡反射的出射平行光尺寸。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的主反射鏡為凹面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡，所述的次反射鏡為凸面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述主反射鏡表面和次反射鏡表面均涂有反射光學(xué)膜層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明光譜輻射計(jì)具有較高光譜分辨率、較高的光通量以及光譜測(cè)量范圍較大的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能優(yōu)異。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的連接示意圖。

圖2為本發(fā)明中結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖中：1-旋轉(zhuǎn)濾光片；8-偏振器；12-主反射鏡；13-次反射鏡；14-單色器；15-第一透鏡組；16-第二透鏡組；17-第三透鏡組；18-第四透鏡組；19-第一CCD探測(cè)器；20-第二CCD探測(cè)器；21-第三CCD探測(cè)器；22-第四CCD探測(cè)器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計(jì)，包括前置望遠(yuǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)、單色器、會(huì)聚成像系統(tǒng)、光電接收處理系統(tǒng)和顯示器，單色器設(shè)置在前置望遠(yuǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)和會(huì)聚成像系統(tǒng)之間。前置望遠(yuǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)將目標(biāo)發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成匹配單色器口徑的平行光束，單色器接收平行光束并且進(jìn)行光譜掃描，會(huì)聚成像系統(tǒng)將單色器輸出的含有光譜信息的光束進(jìn)行會(huì)聚，并將目標(biāo)成像在光電接收處理系統(tǒng)的接收面上，光電接收處理系統(tǒng)將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理，送給顯示器輸出。