微型超光谱成像系统

摘要

本发明涉及一种用于光学成像和精细光谱分析的光学系统，特别涉及一种集成像与分光技术于一体的光谱成像系统，它由主镜、凸球面全息光栅和三镜三个共轴同心的球面光学元件构成，采用全反射对称结构，几何像差小，且物、像方均满足远心光路，接收器件表面照度均匀。为保证系统的同轴度、同心性和长时期使用后的稳定性，本发明采用将光学系统进行模块化设计，系统由两块相同材料的普通玻璃胶合而成，大大降低了产品成本，提供了一种像质好、加工装调简单、体积小、稳定性好、光谱分辨率高、成本低且便于携带的适用于航天、生物医学领域或验钞机等民用的超光谱成像仪。

主权项

1.一种微型超光谱成像系统，其特征在于：它由主镜、光栅和三镜组成，其中，主镜和三镜为球面反射镜，光栅为凸球面直线槽全息光栅，它们共轴同心；按光线入射方向，相对于镜头焦距归一化时的取值范围为：-0.25≤R2≤-0.2、-0.15≤R3≤-0.1和-0.25≤R4≤-0.2，其中，曲率半径R2、R3、R4依次为主镜、光栅和三镜；系统满足物、像方远心；所述的主镜、光栅和三镜集成于两块胶合而成的光学玻璃基底上，其中，前一块光学玻璃基底和后一块光学玻璃基底的后表面均为凸球面，后一块光学玻璃基底的前表面为凹球面；主镜位于后一块光学玻璃基底的后表面的上方，三镜位于后一块光学玻璃基底的后表面的下方，主镜和三镜均由后一块光学玻璃基底的后表面相应部位镀高反射膜构成；光栅位于前一块光学玻璃基底后表面的凸球面中心部位，它的表面最高点位于光轴上。