专利名称：超光谱凸面光栅成像光谱仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学元件，尤其涉及一种超光谱凸面光栅成像光谱仪。
背景技术：
一般物体成像包含二维空间信息，而超光谱成像在包含空间信息的基础上同时记录了像元随波长变化而变化的辐射强度信息，像元具有三维的信息，即空间维，X，y与光谱维λ。相比于基于平面或凹面光栅的成像光谱仪，采用凸面光栅做分光元件的Offner成像光谱仪具有数值孔径大、无谱线弯曲、色畸变小、结构紧凑和加工装配相对简单等诸多优点。目前，Offner成像光谱仪已经广泛应用于卫星遥感、地质探测、精准农业、生产制造和车事侦察等领域。
目前一般基于凸面光栅的成像光谱仪其光谱分辨率为nm级别，而对于特定领域如痕量气体监测，其要求光谱分辨率为O. 5nm左右，尚无此类基于凸面光栅的成像光谱仪。如图I所示为一般的Offner结构成像光谱仪示意图，其光谱范围400_1000nm，光谱分辨率2nm，光栅线密度100线/_，当光栅条纹数增加，较长的波长λ衍射光经凹面反射镜的第二次反射后被凸面光栅阻挡，故光栅的色散不能过大，同时，如果光栅的条纹数足够大，可以使使衍射光向上射向凹面镜。此种光谱仪无法满足痕量气体监测对光谱分辨率的需求。

发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种光谱分辨率优于O. 5纳米的凸面光栅成像光谱仪，满足对大气痕量气体监测的需求。本发明是通过以下技术方案实现的
一种超光谱凸面光栅成像光谱仪，包括有凸面光栅、凹面反射镜和探测器，所述的凸面光栅与凹面反射镜不同轴，将入射光经过一狭缝入射到所述的凹面反射镜上，经凹面反射镜汇集并反射到所述的凸面光栅上，凸面光栅将入射光色散后再次入到凹面反射镜上，凹面反射镜将色散后的光汇集到所述的探测器中，所述的探测器与狭缝同侧。本发明的工作原理是本发明利用高条纹数、大色散凸面光栅，结合狭缝、探测器同侧设计，实现亚纳米分辨率的超光谱成像光谱仪。本发明的优点是本发明数值孔径大，无谱线弯曲，色畸变小，结构紧凑，加工装配相对简单，满足对大气痕量气体监测的需求。


图I为一般的Offner结构成像光谱仪示意图。图2为本发明系统原理框图。
具体实施例方式如图I所示，一种超光谱凸面光栅成像光谱仪，包括有凸面光栅3、凹面反射镜2和探测器4，所述的凸面光栅3与凹面反射镜2不同轴，将入射光经过一狭缝I入射到所述的凹面反射镜2上，经凹面反射镜2汇集 并反射到所述的凸面光栅3上，凸面光栅3将入射光色散后再次入到凹面反射镜2上，凹面反射镜2将色散后的光汇集到所述的探测器4中，所述的探测器4与狭缝I同侧。
权利要求
1.一种超光谱凸面光栅成像光谱仪，包括有凸面光栅、凹面反射镜和探测器，其特征在于所述的凸面光栅与凹面反射镜不同轴，将入射光经过一狭缝入射到所述的凹面反射镜上，经凹面反射镜汇集并反射到所述的凸面光栅上，凸面光栅将入射光色散后再次入到凹面反射镜上，凹面反射镜将色散后的光汇集到所述的探测器中，所述的探测器与狭缝同侧。
全文摘要
本发明公开了一种超光谱凸面光栅成像光谱仪，包括有凸面光栅、凹面反射镜和探测器，所述的凸面光栅与凹面反射镜不同轴，将入射光经过一狭缝入射到所述的凹面反射镜上，经凹面反射镜汇集并反射到所述的凸面光栅上，凸面光栅将入射光色散后再次入到凹面反射镜上，凹面反射镜将色散后的光汇集到所述的探测器中，所述的探测器与狭缝同侧。本发明数值孔径大，无谱线弯曲，色畸变小，结构紧凑，加工装配相对简单，满足对大气痕量气体监测的需求。
文档编号G01J3/28GK102865925SQ20121029894
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者司福祺, 江宇, 相连钦, 周海金, 赵敏杰, 刘文清 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所