一種基于平面光柵分光的光譜成像儀制造技術

本發明專利技術公開了一種基于平面光柵分光的光譜成像儀，包括前置鏡、具有透射縫隙的狹縫反射平面光柵、準直反射鏡、成像鏡以及探測器：目標發出的光經過所述前置鏡在像面位置匯聚，匯聚光經所述狹縫反射平面光柵的透射縫隙后，經所述準直反射鏡后反射回所述狹縫反射平面光柵，經所述狹縫反射平面光柵分光后到達所述成像鏡，經所述成像鏡匯聚后在所述探測器成像。通過透射光路與反射光路混合設計，實現結構緊湊化和小型化，通過狹縫與反射光柵的集成設計實現集成化和輕量化。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種基于平面光柵分光的光譜成像儀，包括前置鏡、具有透射縫隙的狹縫反射平面光柵、準直反射鏡、成像鏡以及探測器：目標發出的光經過所述前置鏡在像面位置匯聚，匯聚光經所述狹縫反射平面光柵的透射縫隙后，經所述準直反射鏡后反射回所述狹縫反射平面光柵，經所述狹縫反射平面光柵分光后到達所述成像鏡，經所述成像鏡匯聚后在所述探測器成像。通過透射光路與反射光路混合設計，實現結構緊湊化和小型化，通過狹縫與反射光柵的集成設計實現集成化和輕量化。【專利說明】I巨線性問題，而且光譜分辨率一般不高；相率，以及線性色散光譜，但是其光學效率不用光柵分光方案。旦括兩種類型，一類是基于傳統的平面光柵6方案的光譜成像儀通常包括前置鏡11、狹器16等。基于平面光柵分光方案的光譜成,通常呈現狹長形結構，體積較大，在很多應中，由于曲面光柵既實現分光功能，同時實:示，基于凸面光柵的光譜成像儀，包括前置25和探測器26等。與圖1相比，基于凸面2化和輕量化實現，但是系統中的兩個反射吾加工還是裝調，實現起來都存在很大的難熟。方法，在平面光柵光譜成像方案的基礎上，光柵分光后到達所述成像鏡，經所述成像鏡匯聚后在所述探測器成像。由上述本專利技術實施例提供的技術方案可以看出，通過透射光路與反射光路混合設計，實現結構緊湊化和小型化，通過狹縫與反射光柵的集成設計實現集成化和輕量化。【專利附圖】【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖1為現有技術中基于平面光柵分光的光譜成像儀的構成示意圖。圖2為現有技術中基于曲面光柵分光的光譜成像儀的構成示意圖。圖3為本專利技術實施例提供的基于平面光柵分光的光譜成像儀的構成示意圖。【具體實施方式】下面結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術的保護范圍。如圖3所示，本專利技術實施例提供一種基于平面光柵分光的光譜成像儀，包括前置鏡31、具有透射縫隙的狹縫反射平面光柵32、準直反射鏡33、成像鏡34以及探測器35:目標發出的光經過前置鏡31在像面位置匯聚，匯聚光經狹縫反射平面光柵32的透射縫隙后，經準直反射鏡33后反射回狹縫反射平面光柵32，經狹縫反射平面光柵32分光后到達所成像鏡34，經成像鏡34匯聚后在探測器35成像。[0021〕 由上述本專利技術實施例提供的技術方案可以看出，針對基于平面光柵分光光譜成像儀系統體積狹長、結構不緊湊的問題，本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀采用透射光路與反射光路混合設計方法，將狹長型光路結構變為折反光路結構，實現光路的折轉和結構緊湊化、小型化，在很多對結構尺寸有約束的應用場合，可以不受尺寸約束的制約，普適性高。本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀采用反射鏡、狹縫與光柵一體化設計實現系統集成化，降低了系統的復雜度，利于系統的研制，減少了系統的體積和重量。可選的，狹縫反射平面光柵32可以包括狹縫321和反射式的平面光柵322，反射式的平面光柵具322有第一透射縫隙3221，狹縫321具有第二透射縫隙3211，第一透射縫隙3221的寬度對應第二透射縫隙3211的寬度，狹縫321位于前置鏡31的像面位置。具體實現上，狹縫321可以與反射式的平面光柵322粘合于一體，實現狹縫與光柵一體化，但不受此限制。狹縫屬于光譜成像儀的基本元件，其可以根據不同的參數指標，進行針對性的設計，包括狹縫的透射縫隙寬度、實現方式等等，具體可以參考現有技術得以理解，在此不作贅述。或者，可選的狹縫反射平面光柵32為反射式的平面光柵，反射式的平面光柵具有第一透射縫隙，反射式的平面光柵位于前置鏡的像面位置。即直接在反射式的平面光柵上開一個透射縫隙達到狹縫的效果，實現狹縫與光柵一體化設計。可選的，第一透射縫隙3221或第二透射縫隙3211可以為直線縫隙。或者，第一透射縫隙3221或第二透射縫隙3211可以為彎曲縫隙，具體的，縫隙可以選擇稍微彎曲的狹縫，消除光譜1116畸變。本領域技術人員可以根據光學系統的特性來設計直線縫隙或者彎曲縫隙，在此不作贅述。可選的，反射式的平面光柵32可以包括閃耀光柵或非閃耀光柵。可選的，準直反射鏡33可以包括球面鏡或非球面鏡。本領域技術人員可以參考現有技術理解前置鏡，在此不作贅述。本領域技術人員可以理解，本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀可以適用不同的光譜范圍，如可見光、近紅外、短波紅外等。本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀可以采用不同類型的圖像探測器等，不受限制。仍如圖3所示，本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀的光路原理說明:目標發出的光經過前置鏡31后，并在像面位置匯聚成像；目標匯聚光經像面位置的狹縫321后，由面目標變為線目標；線目標匯聚光經準直反射鏡33后，變為準直光，并反射回反射光柵322 ；準直光經反射光柵322分光后，其反射光為一系列被色散開的準直單色光，經反射后光路發生折轉，到達成像鏡34 ；準直單色光經成像鏡34后，在探測器35成像。本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀與現有的狹長形結構平面光柵光譜成像儀系統相比，采用光柵反射實現光路的折轉，從而實現了系統的結構緊湊化，將反射光柵分光與狹縫結合，利用在反射光柵中間設置透射狹縫，實現視場的限制，滿足狹縫式光譜成像要求，減少了系統的光學元件，提高了系統的集成化程度。最終的系統可以實現小型化和輕量化。此外，本專利技術實施例基于平面光柵分光的光譜成像儀與基于曲面光柵光譜成像儀相比，所有光學元件都采用同軸設計，系統同樣實現結構緊湊和輕量化，同時研制和實現難度極大降低。以上所述，僅為本專利技術較佳的【具體實施方式】，但本專利技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本專利技術披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本專利技術的保護范圍之內。因此，本專利技術的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。【權利要求】1.一種基于平面光柵分光的光譜成像儀，其特征在于，包括前置鏡、具有透射縫隙的狹縫反射平面光柵、準直反射鏡、成像鏡以及探測器： 目標發出的光經過所述前置鏡在像面位置匯聚，匯聚光經所述狹縫反射平面光柵的透射縫隙后，經所述準直反射鏡后反射回所述狹縫反射平面光柵，經所述狹縫反射平面光柵分光后到達所述成像鏡，經所述成像鏡匯聚后在所述探測器成像。2.根據權利要求I所述的基于平面光柵分光的光譜成像儀，其特征在于，所述狹縫反射平面光柵包括狹縫和反射式的平面光柵，所述反射式的平面光柵具有第一透射縫隙，所述狹縫具有第二透射縫隙，所述第一透射縫隙的寬度對應所述第二透射縫隙的寬度，所述狹縫位于所述前置鏡的像面位置。3.根據權利要求2所述的基于平面光柵分光的光譜成像儀，其特征在于，所述狹縫與所述反射式的平面光柵粘合于一體。4.根據權利要求I所述的基于平面光柵分光的光譜成像儀，其特征在于，所述狹縫反射平面光柵為反射式的平面光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于平面光柵分光的光譜成像儀，其特征在于，包括前置鏡、具有透射縫隙的狹縫反射平面光柵、準直反射鏡、成像鏡以及探測器：目標發出的光經過所述前置鏡在像面位置匯聚，匯聚光經所述狹縫反射平面光柵的透射縫隙后，經所述準直反射鏡后反射回所述狹縫反射平面光柵，經所述狹縫反射平面光柵分光后到達所述成像鏡，經所述成像鏡匯聚后在所述探測器成像。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬玲芳，王孟先，李鵬，于愛寧，
申請(專利權)人：煙臺天宇光電技術有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37