一种基于自适应光学的光谱成像装置

摘要

本发明提供了一种基于自适应光学的光谱成像装置，包括准直器(1)、倾斜镜(2)、波前校正器DM(3)、二向色分光镜(4)、波前探测器(5)、波前控制器(6)、成像系统(7)、望远镜一次像面(8)、中继光学系统(9)、望远镜二次像面(10)、图像切分器(11)、狭缝(12)、准直镜(13)、光栅(14)、成像镜(15)、探测器(16)和数据处理及控制计算机(17)。本发明采用像面切分转换后色散分光的方式，可在一次曝光同时获取目标的光谱和图像信息；通过结合自适应光学技术，引入波前探测器实时探测像差，并由倾斜镜和波前校正器实时校正，解决了探测过程中大气的扰动和三维信息的非扫描快速获取问题，特别适合对快速变化目标的测量。

主权项

一种基于自适应光学的光谱成像装置，其特征在于：包括准直器(1)、倾斜镜(2)、波前校正器DM(3)、二向色分光镜(4)、波前探测器(5)、波前控制器(6)、成像系统(7)、望远镜一次像面(8)、中继光学系统(9)、望远镜二次像面(10)、图像切分器(11)、狭缝(12)、准直镜(13)、光栅(14)、成像镜(15)、探测器(16)和数据处理及控制计算机(17)组成；其中：望远镜(18)对目标成像后，经准直器(1)准直为平行光后入射至高速倾斜镜(2)，用于实时校正大气湍流造成的波前整体倾斜；经高速倾斜镜后光束反射至波前校正器DM(3)，用于实时校正高阶大气湍流像差引起的波前畸变，经波前校正器DM(3)反射后的光束被二向色分光镜(4)分为反射光和透射光，透射的部分进入波前探测器(5)，反射的部分进入成像系统(7)，其中，波前探测器能对不断变化的波前畸变进行实时探测，并对波前畸变中的不同类型像差进行分离，经数据处理和控制计算机处理后，得到控制波前校正器的驱动信号，分别用于控制高速倾斜镜和波前校正器DM，成像系统(7)对经自适应像差校正后的光束进行成像，校正后的光束成像在望远镜焦平面处，即一次像面(8)，同时获得目标经自适应光学校正后的清晰图像，中继光学系统(9)对一次像面(8)处的目标图像进行放大或者缩小，以匹配所需的空间采样，并再次成像，即产生二次像面(10)，图像切分器(11)放置在二次像面(10)，对目标图像进行分割采样，并将采样后的图像由二维转换为一维，呈线型依次排列在光谱测量装置的狭缝(12)上，通过狭缝(12)后光束被准直镜(13)准直为平行光，入射到光栅(14)，经光栅(14)色散分光后的光束由成像镜(15)会聚于探测器(16)的焦面处，再把数据传送至数据处理及控制计算机(17)进行处理，它负责整个系统的协同工作，最后通过数据处理方法重建图像和光谱信息，生成三维图谱立方体。