[發明專利]彎曲狹縫成像光譜儀

有效

• 申請號: 202011314624.2
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112461365B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 朱嘉誠;潘俏;陳新華;沈為民
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/04
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 劉相宇

1.一種彎曲狹縫成像光譜儀，其特征在于，包括前置物鏡、光纖傳像束、彎曲狹縫、Offner型分光裝置、焦平面探測器；

前置物鏡對目標場景成像，光纖傳像束將前置物鏡所成直線形像傳遞至彎曲狹縫，所述彎曲狹縫形狀為圓弧或近圓弧形，光線經彎曲狹縫進入Offner型分光裝置，由Offner型分光裝置分光成像至焦平面探測器上；

所述Offner型分光裝置包括凹球面反射鏡和凸球面光柵，所述凹球面反射鏡和凸球面光柵同軸設置，從彎曲狹縫入射的光線經球面反射鏡反射后，光線以會聚光束入射到所述凸球面光柵上進行光譜分光，再由所述凹球面反射鏡將分光后的光纖成像至焦平面探測器完成光譜成像；

所述光纖傳像束入射端面排列為直線形，與前置物鏡所成像重合，所述光纖傳像束出射端面排列為圓弧形，與彎曲狹縫重合；

當Offner型分光裝置凹球面反射鏡半徑為R₁，凸球面光柵曲率半徑為R₂，Offner型分光裝置最佳圓視場半徑為r，

所述彎曲狹縫為半徑為r_s的圓弧或為處于半徑為r₁和r₂兩段圓弧之間的近圓弧曲線，其中r₁＝0.8r，r₂＝1.2r，r₁≤r_s≤r₂。

2.如權利要求1所述的彎曲狹縫成像光譜儀，其特征在于，所述前置物鏡為透射式物鏡、反射式物鏡或折反式物鏡。

3.如權利要求1所述的彎曲狹縫成像光譜儀，其特征在于，所述彎曲狹縫在與Offner型分光裝置的最佳成像圓視場重合或在其附近，所述彎曲狹縫的圓弧圓心設置在所述Offner型分光裝置的光軸上或光軸附近。

4.如權利要求1所述的彎曲狹縫成像光譜儀，其特征在于，所述前置物鏡和Offner型分光裝置的數值孔徑相同，光纖傳像束的數值孔徑大于等于前置物鏡的數值孔徑；所述光纖傳像束的光纖纖芯直徑范圍為5～50μm。

5.如權利要求1所述的彎曲狹縫成像光譜儀，其特征在于，所述凹球面反射鏡與凸球面光柵的曲率半徑之比為1.9:1～2.2:1，球心間距小于0.1R₂。

6.如權利要求1所述的彎曲狹縫成像光譜儀，其特征在于，在焦平面探測器上所成譜線形狀與彎曲狹縫形狀一致，通過映射變換算法將其變換為與地面探測像素對應的直線形譜線，映射關系為將圓弧形譜線所在方程變換至直譜線所在方程其中，k為常數。