專利名稱：一種寬幅成像光譜儀視場分束器的制作方法
技術領域：
本發明公開了一種適用于寬幅成像光譜儀(包含多光譜、高光譜和超光譜)的視場分束器，屬于機載、星載空間光學遙感技術領域中涉及的一種視場分束器。
背景技術：
成像光譜儀就是在特定光譜域以高光譜分辨率同時獲得連續的地物光譜圖像，使 遙感數據在光譜維進行展開得到高精度的光譜遙感數據，進而定量分析地球表層生物、物 理、化學過程與參數，是成像技術和光譜技術的有機結合。成像光譜遙感起源于地質礦物識 另|J，逐漸擴展為植被生態、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大氣的研究中，在農、林、水、土、礦 等資源調查與環境監測等廣泛領域有重要的應用前景。在地面像元分辨率一定的前提下，成像光譜儀的幅寬取決于儀器幅寬方向(即穿 軌方向)的像元數。受到探測器技術水平的限制，獲得大尺寸二維矩陣陣列探測器是困難 的，所以國內外研制的成像光譜儀都不能滿足各領域對高分辨率、寬幅遙感數據的需求美 國HIS、Hyperion、FTHSI、C0IS，英國CHRIS，歐空局HRIS、PRISM等成像光譜儀都沒能同時 實現大幅寬和高分辨率。我國高分辨率成像光譜儀C-HRIS原型樣機的穿軌像元數800個、 地面像元分辨率為20m、幅寬也只有16km。成像光譜儀難以實現高分辨率、寬幅光譜遙感原因有兩方面首先，受到探測器技 術水平的限制，獲得大尺寸二維矩陣陣列探測器是困難的；其次，由于成像光譜儀焦面為色 散的光譜圖像，不能用傳統CCD拼接法實現視場拼接。與本發明最為接近的已有技術是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所于 2007年申請的題為“一種空間遙感成像儀的視場分束器”(專利號ZL200720094884. 7)的 實用新型專利，如圖1所示，包括底座1、PAN探測器2、PAN反射鏡3、SffIR狹縫4、后蓋5、 基座6、VNIR反射鏡7、前檔片8、縫座9、VNIR狹縫10、壓蓋11、基座定位銷12、長槽13、底 座定位銷14、底座長槽15。底座1上的左右兩端有兩個底座長槽15，將底座定位銷14穿 過底座長槽15固定在成像光譜儀上，沿底座1上的兩個長槽15前后移動；基座6的下底面 前后兩側各有一個基座長槽13，用基座定位銷12穿過長槽13固定在底座1上定位，使基 座6只作X向移動；在基座6的上表面的中央部位，是一個與基座表面垂直的柱形體，柱形 體與基座6是一體件，柱形體的兩斜側面和左右兩端面是安裝相關反射鏡、狹縫、狹縫座、 PAN探測器等部件的工作體；在入射光的傳播光路上，在望遠鏡焦平面前H距離，在柱形體 的左斜側面上安裝PAN反射鏡3，PAN反射鏡3可在左斜側面上左右微調，定位后兩者用螺 釘固連；在柱形體的右斜側面上，安裝VNIR反射鏡7，VNIR反射鏡7可在右斜側面上左右微 調，定位后兩者用螺釘固連；PAN反射鏡3的反射面與VNIR反射鏡7的反射面之間的夾角 成90°角，該兩個反射鏡可在各自的斜側面上左右微調，改變著兩個反射面夾角端反射鏡 刀口的距離；在柱形體的左側面安裝PAN探測器2，使PAN探測器2的像面與PAN反射鏡3 的反射面的夾角成45°角，兩者高度相同；在柱形體的右側面通過固定在柱形體上的縫座 9和壓蓋11安裝VNIR狹縫10，使VNIR狹縫10與VNIR反射鏡7的反射面之間成45°角，在VNIR狹縫10的左面，裝有前檔片8，用螺釘與縫座9固定；在距PAN反射鏡3和VNIR反 射鏡7所形成反射面的后面望遠鏡焦平面位置，通過固定在柱形體上的后蓋5安裝有SWIR 狹縫4 ；PAN探測器2、SWIR狹縫4、VNIR狹縫10三者在同一水平的高度上。這種視場分束 器僅能實現沿軌方向PAN、VNIR和SWIR的視場分離，并不能在穿軌方向增加幅寬，所以不能 滿足當前大幅寬遙感的需求。
發明內容
本發明的目的是在大尺寸二維矩陣陣列探測器難以獲得的條件下，提供一種適 用于寬幅成像光譜儀(包含多光譜、高光譜和超光譜)的視場分束器，實現高分辨率、寬幅 光譜遙感成像。本發明要解決的技術問題是提供一種寬幅成像光譜儀的視場分束器。解決技術 問題的技術方案如圖2、圖3所示包括分光鏡壓塊16、分光鏡壓塊固定螺釘17、基座18、分 光鏡19、基座通光孔20、狹縫板21、基座固定螺釘22。其中，狹縫板21上帶有第一條狹縫 23、第二條狹縫24、第三條狹縫25，狹縫板21上的狹縫數量多少可以根據需要進行設定，并 按圖3所示位置關系交錯排列。分光鏡19無應力粘接安裝在基座18的腔內，分光鏡壓塊 16在基座18的末端將反光鏡19壓住，分光鏡壓塊16通過壓塊固定螺釘17與基座18固 聯，狹縫板21無應力粘接在基座18帶有基座通光孔20的前端。本發明的工作原理是在全視場內，狹縫板21上的第一條狹縫23、第二條狹縫24、 第三條狹縫25在幅寬方向互補并有搭接，在飛行方向相隔一定距離，無光線遮擋和能量損 失；成像時每條縫對應各自的地物目標，相鄰狹縫之間有重疊部分，通過對各個視場的圖像 進行視場拼接，可滿足現有探測器技術水平下，寬幅光譜成像的需求。將狹縫板21、分光鏡 19安裝在同一基座18上，在簡化結構設計的同時降低了裝調難度；將狹縫置于分光鏡前 端，有效降低了系統的雜散光；增減狹縫板21上狹縫的數量，可滿足不同類型成像光譜儀 對各自幅寬的要求。本發明的積極效果是在大尺寸二維矩陣陣列探測器難以獲得的條件下，通過視 場分離和拼接實現成像光譜儀(包含多光譜、高光譜和超光譜)的高分辨率、寬幅光譜成像 遙感。
圖1是已有技術的結構示意2是本發明的結構示意圖；圖3是圖2的右視具體實施例方式本發明按圖2、圖3所示的結構實施，包括分光鏡壓塊16、分光鏡壓塊固定螺釘17、 基座18、分光鏡19、基座通光孔20、狹縫板21、基座固定螺釘22。分光鏡壓塊16、基座18 可采用鈦合金材質，分光鏡19可采用K9光學玻璃按圖紙要求進行光學冷加工和鍍膜，狹縫 板21可以在單晶硅基體上鍍鉻刻劃制作，也可以是金屬材質的機械式狹縫。狹縫板21無應力粘接在基座18帶有基座通光孔20的前端，分光鏡19無應力粘接在基座18的腔內，同時使用分光鏡壓塊16和分光鏡壓塊固定螺釘17固定，基座固定螺 釘21用于同主體儀器固定視場分束器，保證狹縫與前置望遠系統焦面重合。
權利要求
一種寬幅成像光譜儀視場分束器，其特征在于包括分光鏡壓塊(16)、分光鏡壓塊固定螺釘(17)、基座(18)、分光鏡(19)、基座通光孔(20)、狹縫板(21)、基座固定螺釘(22)；其中，狹縫板(21)上帶有第一條狹縫(23)、第二條狹縫(24)、第三條狹縫(25)，狹縫板(21)上的狹縫數量多少根據需要進行設定；分光鏡(19)無應力粘接安裝在基座(18)的腔內，分光鏡壓塊(16)在基座(18)的末端將反光鏡(19)壓住，分光鏡壓塊(16)通過壓塊固定螺釘(17)與基座(18)固聯；狹縫板(21)無應力粘接在基座(18)帶有基座通光孔(20)的前端。
全文摘要
一種寬幅成像光譜儀視場分束器，屬于機載、星載空間光學遙感領域中涉及的一種視場分束器。要解決的技術問題是提供一種寬幅成像光譜儀的視場分束器。解決的技術方案包括分光鏡壓塊、分光鏡壓塊固定螺釘、基座、分光鏡、基座通光孔、狹縫板、基座固定螺釘。其中，狹縫板上帶有第一條狹縫、第二條狹縫、第三條狹縫，狹縫板上的狹縫數量多少根據需要進行設定；分光鏡無應力粘接安裝在基座的腔內，分光鏡壓塊在基座的末端將反光鏡壓住，分光鏡壓塊通過壓塊固定螺釘與基座固聯；狹縫板無應力粘接在基座帶有基座通光孔的前端。在大尺寸二維矩陣陣列探測器難以獲得的條件下，通過視場分離和拼接實現成像光譜儀的高分辨率、寬幅光譜成像遙感。
文檔編號G01J3/02GK101943602SQ20101023844
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者劉偉, 張軍強, 鄭玉權, 顏昌翔 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所