[發明專利]三支路大視場PGP成像光譜儀

在審

• 申請號: 202011609063.9
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112763065A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉春雨;樊星皓;宋偉陽;劉帥;岳煒
• 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;G01J3/04
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

本發明涉及三支路大視場PGP成像光譜儀，涉及成像光譜技術領域，解決現有PGP成像光譜儀狹縫長度小，不能適應大范圍的光譜探測的問題。該高光譜相機包括前置望遠鏡組，狹縫，折轉鏡組，準直鏡組，棱鏡?光柵?棱鏡(PGP,Prism Grating Prism)分光元件組，聚焦鏡組，相機和鏡筒。攜帶目標信息的復色光經過前置望遠鏡組會聚和狹縫選通后再被折轉鏡組分為三部分，分別進入三個分光支路，最終在相機上得到目標的光譜；光線在分光元件上入射角度的不同會引起光譜彎曲，從而影響光譜探測的精度，且光譜彎曲的大小與狹縫長度正相關。本發明通過三分狹縫的方式減小了每個相機上的光譜彎曲，從而減小了光譜彎曲對狹縫長度的制約，增大了PGP成像光譜儀的視場。

技術領域

本發明涉及成像光譜技術領域，具體涉及一種三支路大視場PGP成像光譜儀。

背景技術

光譜成像技術以物質的光譜分析理論為基礎，將光譜和成像技術相結合，獲得地物的空間信息、輻射信息和幾十或幾百個波段的連續光譜信息。高光譜成像光譜儀以光譜成像技術為基礎，實現了對目標特性的綜合探測感知與識別，極大地擴展了遙感探測技術的目標識別、監測能力，被廣泛應用于資源探測、環境監測、刑事鑒定等各種領域。

PGP光譜儀是一種新型的成像光譜儀，它繼承了光柵光譜儀光譜分辨力強、色散線性的特點，又有衍射效率高的優點，因此，PGP光譜儀在光譜探測領域廣受歡迎。同時，通過調節棱鏡角度和光柵參數，能夠使某一波長的光在分光前后保持直視，極大的減少裝調周期。

但是PGP光譜儀同樣存在一定的局限性，與PG光譜儀相比，其光譜彎曲嚴重，而光譜彎曲反過來制約了PGP光譜儀的狹縫長度，導致PGP光譜儀的狹縫長度普遍較小，不能適應大范圍的光譜探測。

發明內容

本發明為解決現有PGP成像光譜儀視場小、光譜彎曲大以及PGP光譜儀的狹縫長度普遍較小，不能適應大范圍的光譜探測的問題，提供一種三支路大視場PGP成像光譜儀。三支路大視場PGP成像光譜儀，包括前置望遠鏡組，狹縫，折轉鏡組，準直鏡組，PGP分光元件組，聚焦鏡組，相機和鏡筒；所述折轉鏡組包括折轉鏡a，折轉鏡b，折轉鏡c和折轉鏡d；所述狹縫位于所述前置望遠鏡組的焦點處，入射光經過狹縫后被折轉鏡組中的折轉鏡a和折轉鏡b分成三部分，分別進入上中下三個支路；

在每個支路中，入射的復色光均通過準直鏡組中的準直鏡準直為平行光后進入PGP分光元件組中對應的PGP分光元件，PGP分光元件將對應支路中的復色光分散為按波長順序排布的多束單色光，單色光再經過聚焦鏡組中對應的聚焦鏡會聚至相機上。

本發明的有益效果：

本發明通過三等分狹縫長度的方式，縮小了每個支路的狹縫長度，來減小相機上的光譜彎曲，從而降低了光譜彎曲對狹縫長度的制約，增大了PGP成像光譜儀的總體視場。

本發明每個分光支路的光學參數相同，具有相同的空間分辨率和光譜分辨率，并且折轉鏡的安裝位置使三個相機之間存在搭接像元，因此，三個相機獲得的數據可以處理為同一圖像。

本發明總體視場的光譜數據立方體由三個相機分別輸出，降低了每個相機的數據傳輸壓力，有助于光譜數據立方體的高幀頻輸出。

本發明保留了PGP成像光譜儀衍射效率高、光譜線性、光軸直視性的特點，為儀器的裝調和后期使用提供了便利。具有覆蓋范圍廣、光能利用率高、光軸線性方便裝調的特點。

附圖說明

圖1為本發明三支路大視場PGP成像光譜儀的結構示意圖示意圖。

圖2為本發明三支路大視場PGP成像光譜儀的狹縫和轉折鏡部分的局部放大圖。

圖3為本發明三支路大視場PGP成像光譜儀的光路圖。

具體實施方式