專利名稱：基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種小型高靈敏度的光譜成像設(shè)備，其是一種基于光波導(dǎo)分光原理的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前國際上航空航天遙感普遍應(yīng)用的光譜成像儀大多是基于光柵或棱鏡色散性的，隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對光譜成像儀的光譜分辨率和空間分辨率的要求越來越高，作為下一代產(chǎn)品的干涉型光譜成像儀開始逐漸走向應(yīng)用。
色散性光譜成像儀由于其原理性的原因，其能量利用率比較低，因此很難實現(xiàn)較高的光譜分辨率和空間分辨率。干涉型光譜成像儀雖原理先進，能量利用率高，可以實現(xiàn)較高的光譜分辨率和空間分辨率，但其能量利用率比較低，因此很難實現(xiàn)較高的光譜分辨率和空間分辨率。目前，各類載體如無人機或衛(wèi)星都在走向小型化，因此，要求有效載荷，也同樣需要進行小型化和輕量化，同時還要滿足分辨率的要求。美國NASA為了解決小型化和輕量化的問題，設(shè)計了一種基于楔形濾光片工藝的光譜成像儀，它是在一塊楔形片上分別鍍制不同波長的濾光膜來進行分光的，該儀器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、光譜分辨率適中。但由于我國楔形濾光片鍍制加工技術(shù)的局限性，無法采用此類技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型解決了背景技術(shù)能量利用率、光譜分辨率和空間分辨率均較低，或后處理算法及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積、重量、功耗均較大，或不易實現(xiàn)的技術(shù)問題。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備，包括成像鏡系統(tǒng)5，其特殊之處在于所述成像鏡系統(tǒng)5的后焦平面上設(shè)置有光纖陣列3，該光纖陣列3的一端設(shè)置于基座1上，另一端的端面上鍍制有不同波長的濾光膜4，探測器2設(shè)置于光纖陣列3與基座1之間。
上述探測器2可采用光電傳感器件。
上述光電傳感器件具體可采用電荷耦合器件CCD或互補金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS，以采用電荷耦合器件CCD為佳。
上述光纖陣列3可由兩個、三個或多個條形的光纖面板6平行排列組成，每個光纖面板6上分別鍍制有不同波長的窄帶濾光膜4。
上述光纖陣列3可根據(jù)光纖面板6上濾光膜4的波長順序平行排列組成。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。本發(fā)明是針對光譜成像儀的小型化和輕量化而設(shè)計的，重量可以設(shè)計在10Kg以內(nèi)，體積也非常小，特別適合在無人機或小衛(wèi)星上搭載，也適用于野外試驗用；2.能量利用率比較高，功耗非常低，光譜分辨率和空間分辨率均較高；3.可靠性高；4.本實用新型所使用的工藝設(shè)備均是國內(nèi)具備的現(xiàn)有設(shè)備，易于加工實現(xiàn)，成本較低。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型光纖陣列與探測器膠合的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型采用照相系統(tǒng)原理，由照相機的成像鏡系統(tǒng)5成像，在焦平面的CCD面即基座1上膠合由光纖面板6構(gòu)成的光纖陣列3，探測器2設(shè)于光纖陣列3與基座1之間，光纖陣列3的另一端面鍍制不同波長的濾光膜4，則在探測器2上接受到的就是目標在不同譜段上的圖像，經(jīng)儀器推掃，產(chǎn)生目標的超光譜圖像。
參見附圖1，本實用新型主要由成像鏡系統(tǒng)5、光纖陣列3和探測器2三個部分組成，成像鏡系統(tǒng)5將目標成像到后焦面上，后焦面上放置光纖陣列3，光纖陣列3上按一定的寬度分別鍍制不同波長的濾光膜4。目標圖像經(jīng)過濾光膜4后，由光纖陣列3的光纖傳導(dǎo)至探測器2的靶面上，形成該目標在某一譜段上的單色圖像，經(jīng)過儀器的推掃，就會產(chǎn)生目標的超光譜圖像序列。
參見附圖2，本實用新型的光纖陣列3可由兩個、三個或多個條形的光纖面板6平行排列組成。每個光纖面板6分別鍍制不同波長的窄帶濾光膜4，根據(jù)濾光膜4的波長順序排列、膠合成構(gòu)成光纖陣列3。光纖陣列3上鍍制的濾光膜4的帶寬及數(shù)量可據(jù)實際及需求確定。
本實用新型的探測器2可采用電荷耦合器件CCD或互補金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS等光電傳感器件。
權(quán)利要求1.一種基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備，包括成像鏡系統(tǒng)(5)，其特征在于所述成像鏡系統(tǒng)(5)的后焦平面上設(shè)置有光纖陣列(3)，該光纖陣列(3)的一端設(shè)置于基座(1)上，另一端的端面上鍍制有不同波長的濾光膜(4)，探測器(2)設(shè)置于光纖陣列(3)與基座(1)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備，其特征在于所述的探測器(2)為光電傳感器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備，其特征在于所述的光電傳感器件為電荷耦合器件CCD或互補金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備，其特征在于所述的光纖陣列(3)由兩個、三個或多個條形的光纖面板(6)平行排列組成，每個光纖面板(6)上分別鍍制有不同波長的窄帶濾光膜(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像設(shè)備，其特征在于所述的光纖陣列(3)是根據(jù)光纖面板(6)上濾光膜(4)的波長順序平行排列組成。
專利摘要一種基于光波導(dǎo)分光原理的小型高靈敏度光譜成像方法及設(shè)備。其方法的實現(xiàn)步驟由成像鏡系統(tǒng)將目標成像到后焦面上，在后焦面上放置光纖陣列，目標圖像經(jīng)光纖陣列端面不同波長的窄帶濾光膜后，由光纖傳導(dǎo)至探測器的靶面上；探測器接受目標在不同譜段上的圖像，形成該目標在某一譜段上的單色圖像，經(jīng)儀器推掃，產(chǎn)生目標的超光譜圖像序列。實現(xiàn)前述方法的設(shè)備，其成像鏡系統(tǒng)的后焦平面上設(shè)有光纖陣列，光纖陣列的一端設(shè)于基座上，另一端的端面上鍍有不同波長的濾光膜，探測器設(shè)于光纖陣列與基座之間。本實用新型解決了背景技術(shù)能量利用率、光譜分辨率空間分辨率均較低等技術(shù)問題，其后處理算法及結(jié)構(gòu)簡單，體積、重量、功耗均較小，且易實現(xiàn)。
文檔編號G01J3/12GK2665683SQ200320126310
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者相里斌, 袁艷, 黃旻 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所