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基于Dyson同心光学系统的消色差Féry棱镜高光谱成像仪的设计

Design of Dyson Concentric Optical Hyperspectral Imaging System with Achromatized Féry Prism

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摘要

为实现高光谱成像系统小型化、轻量化和高成像质量的要求,并使全工作波段具有更高的光学效率,提出以Féry棱镜组合作为分光元件的Dyson高光谱成像仪系统,系统中引入消色差棱镜组合以减小光谱的非线性色散,使棱镜系统色散的线性度达到较高。结果表明,可见近红外(VNIR)光谱通道的光学调制传递函数(MTF)达到0.9以上,光谱分辨率为4.2~6.8 nm。短波红外(SWIR)光谱通道的MTF达到0.73~0.87,光谱分辨率为6.4~12.5 nm。通过消色差Féry棱镜组合的设计,该光学成像系统两个光谱通道内的相对谱线弯曲均小于0.05%,色畸变小于0.13%。

Abstract

In order to achieve the requirements of miniaturization, light weight, high image quality of the hyperspectral imaging system, and improve the optical efficiency for the whole spectral range, the Dyson hyperspectral imaging system with achromatized Féry prism is presented. To decrease the nonlinear dispersion of spectrum, the achromatized prisms are introduced into the system. The optical modulation transfer function (MTF) for visible-near infrared (VNIR) spectral channel is higher than 0.9, and the spectral resolution is about 4.2~6.8 nm. The MTF for short-wave infrared (SWIR) spectral channel is 0.73~0.87, and the spectral resolution is about 6.4~12.5 nm. The achromatized Féry prisms correct the spectral-line bending and color distortion of the two hyperspectral imaging systems. Optical simulation shows that the distortion is less than 0.13% and the spectral bend is less than 0.05%.

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中图分类号:TH744.1

DOI:10.3788/aos201232.1130003

所属栏目:光谱学

责任编辑:韩峰  信息反馈

基金项目:国家自然科学基金(60478043)、国家重大科研装备研制项目(ZDYZ2008-1)、中国科学院重大科研装备研制项目(YZ200804)、国家重大科学仪器设备开发专项项目(11YQ120023)和吉林省重大科技攻关项目(09ZDGG005)资助课题。

收稿日期:2012-05-16

修改稿日期:2012-06-18

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

杨晋:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033中国科学院研究生院, 北京 100049
唐玉国:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
巴音贺希格:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
崔继承:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033中国科学院研究生院, 北京 100049
齐向东:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033

联系人作者:杨晋(yangjinl@mail.ustc.edu.cn)

备注:杨晋(1988—),男,硕士研究生,主要从事分光系统光学设计方面的研究。

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引用该论文

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被引情况

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