成像光谱仪工程权衡优化设计的光学结构  被引量:20

Tradeoff optimization design of optical configuration on imaging spectrometer

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作  者:李幼平[1] 禹秉熙[2] 韩昌元[2] 李柱[2] 

机构地区:[1]北京市地理信息研究所 [2]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春130033

出  处:《光学精密工程》2006年第6期974-979,共6页Optics and Precision Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(No.40675083)

摘  要:对应用需求、卫星可提供资源和技术能力等方面进行综合工程技术权衡,提出了总体优化的光学结构设计方案。设计了在0.4~2.5μm工作,焦距为800mm,焦比为4.5,视场为1.43°的非球面三反射镜望远镜和棱镜色散非球面准直一成像光学结构的新型成像光谱仪,其调制传递函数(MTF)达到0.44~0.62,光谱分辨率为3~23nm,仪器的总重量约为70kg。在焦平面器件性能和信噪比等技术指标相同的情况下,如果用光栅或干涉式傅里叶变换光谱仪,则需要FN在3以下,仪器的总重量将〉100kg。取得了成像光谱仪分辨率高、积分时间短,焦平面器件接受的辐射能量弱等参数条件下的权衡优化设计。Using the tradeoff optimization of the application requirement and the available technology, an optimized optical system was introduced to design a new type of imaging spectrometer consisting of a three -mirror-off-axis anastigmat (TMA), a dispersive prism and an asphere mirror collimating and imaging system. This kind of imaging spectrometer works over the spectral region of 0.4- 2.5 μm and the focal length is 800 mm, FN=4. 5, FOV=1. 43°,the MTF can reach 0.44-0.62, spectrum resolution is about 3-23 nm, and the total mass is about 70 kg. While the FN must be within 3 and the total mass will reach 100 kg if uses the type of imaging spectrometer of grating or interference Fourier transform spectrometer at the condition of the same properties of focal plane elements and SNR. It is showed that the system has an optimum configuration in high resolutions of ground and spectrum,short integral time and low accepted radiant energy, it can be used in selecting the optical configuration especially.

关 键 词:卫星遥感 权衡优化 望远镜 成像光谱议 

分 类 号:TP752[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TH744.1[自动化与计算机技术—控制科学与工程]

 

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