光学 精密工程, 2010, 18 (3): 579, 网络出版: 2010-08-31   

谐衍射中、长波红外超光谱成像系统设计

Design of hyper-spectral imaging system with harmonic diffraction element in medium and long infrareds
作者单位
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
3 第二炮兵工程设计研究院,北京 100011
摘要
为了充分利用中波红外和长波红外的光谱信息,建立了谐衍射中、长波红外超光谱成像系统。利用谐衍射元件独特的色散特性,将谐衍射透镜应用于中、长波红外超光谱成像系统中,使系统在中波红外3.7~4.8 μm和长波红外8.5~12 μm的2个谐振波段内获取二百多个不同波长的图像信息。设计结果显示,在中波红外波段18 lp/mm处 ,光学调制传递函数>0.52;长波红外波段13 lp/mm处 ,光学调制传递函数>0.51;光学系统的点斑均方根直径在中波红外波段小于27 μm,在长波红外波段小于34 μm。得到的结果表明,光学调制传递函数在各个波长处均接近衍射极限,点斑的均方根直径完全可以与国内现有探测器的像元尺寸匹配。
Abstract
By making the best of the spectral information of medium and long infrareds, a harmonic diffractive/refractive optical system in middle and long infrareds is established, the hyper-spectral imaging system has obtained more than 200 spectral images in medium-wave infrared band of 3.7~4.8 μm and long-wave infrared band of 8.5~12 μm based on the special large dispersion capability of harmonic diffractive elements.The design results show that the optical modulation transfer function is greater than 0.52 at 18 lp/mm in medium-wave infrared band; and greater than 0.51 at 13 lp/mm in long-wave infrared band.Furthermore, the RMS spot diameter is less than 27 μm in medium-wave infrared band and is less than 34 μm in long-wave infrared band.Obtained data indicate that the optical modulation transfer functions at all wavelengths are close to the diffraction limit; and the RMS diameter of points can match with the pixel size of existing detectors.

刘英, 王学进, 潘玉龙, 徐长明, 孙强, 卢振武, 曲锋. 谐衍射中、长波红外超光谱成像系统设计[J]. 光学 精密工程, 2010, 18(3): 579. LIU Ying, WANG Xue-jin, PAN Yu-long, XU Chang-ming, SUN Qiang, LU Zhen-wu, QU Feng. Design of hyper-spectral imaging system with harmonic diffraction element in medium and long infrareds[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(3): 579.

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