[發明專利]一種入射光瞳離軸像映射光譜儀結構

有效

• 申請號: 202110338339.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113029340B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 周鵬威;徐華盛;盧田
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種入射光瞳離軸像映射光譜儀包括離軸的孔闌(11)、前置透鏡組(12)、圖像映射器(13)、色散元件(14)、微透鏡陣列(15)、成像傳感器(16)。其特征為孔闌和前置透鏡組的光軸不重合，并且復用前置透鏡組。離軸的孔闌(11)作為整個系統的進入光束大小的限制，光束經過前置透鏡組，以像方遠心光束中繼在圖像映射器(13)上成一次實像。圖像映射器(13)由幾到幾百片二維角度不同的切片組成。光束經過圖像映射器(13)各個切片反射出不同角度的光束，反射光再次經過前置透鏡組(12)后被準直輸出，經過色散元件(14)的分光得到光譜信息后通過微透鏡陣列(15)在成像傳感器(16)成像。其中復用的前置透鏡組可以由球面透鏡、非球面透鏡、自由曲面透鏡自由組合而成。離軸的孔闌(11)的定位方法：設光譜儀的光軸為z軸，以光軸為原點，垂直于光軸的平面做xy坐標，圖像映射器的二維傾角為(α_m，β_n)，其中α_m是x方向傾角，β_n是y方向傾角，m是x方向傾角的個數，n是y方向傾角的個數，此時二維傾角為m×n的陣列，同時設成像傳感器的尺寸大小為p×q(pq)。為保證所有光被成像傳感器完整接收，同時出瞳處的微透鏡陣列互不干涉，應取p/m和q/n中的較小值為出瞳直徑a。同時由于本像映射光譜儀是1:1共軛，則入瞳直徑也為a。為保證經過前置透鏡組前后光束無串擾，應保證入射光瞳的中心離軸距離L≥(p+a/2)/2。

2.根據權利要求1所述的入射光瞳離軸像映射光譜儀，該入射光瞳離軸像映射光譜儀所述的微透鏡陣列(15)的定位方法：設光譜儀的光軸為z軸，以光軸為原點，垂直于光軸的平面做x、y坐標，當入射光瞳的中心離軸距離為L，圖像映射器反射面的二維傾角為(α_m，β_n)時，根據光瞳離軸距離和前置透鏡組(12)焦距為f，反射光線角度為(α_x，β_y)＝(2α_m，arctan(L/f)-2×β_n)，由該角度可求出出瞳中心(微透鏡)對應位置在xy平面內的坐標位置是(f×tan(2α_m)，-f×tan(arctan(L/f)-2×β_n))。