本實用新型涉及光譜設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計。

背景技術(shù)：

高光譜成像儀是一種用來對物體的光譜和空間二維信息進行采集分析的光學儀器，應(yīng)用于大氣環(huán)境檢測、溫室氣體分析、空氣能見度測量、化學戰(zhàn)劑檢測、PM2.5分析等領(lǐng)域。單色器是高光譜成像儀的核心器件，用來對物體的光譜信息進行分解，以便獲得需要的信息。根據(jù)所用的單色器不同，高光譜成像儀分為幾種類型。

棱鏡-光柵-棱鏡（PGP）型高光譜成像儀采用普通棱鏡和衍射光柵的組合來達到分光目的，在一定程度上彌補了棱鏡和光柵單獨作為分光元件時的譜線彎曲，有利于儀器的整體結(jié)構(gòu)的裝調(diào)，但其色散性能主要以其中的光柵為主，具有較寬的光譜測量范圍和較高的光譜分辨率，但是由于受到光柵狹縫大小的限制，該方法難以獲得較高的光通量，信噪比較低。

傅里葉變換型高光譜成像儀利用干涉儀原理進行分光，通過探測像元輻射的干涉圖，并利用計算機對干涉圖進行傅里葉變換處理，獲得像元的光譜分布。這種方法具有較高的光譜分辨率、較高的光通量、較高的信噪比，但是受限于光程差變化間隔難以太小，該方法主要用于紅外光譜波段。

目前的高光譜成像儀難以同時兼顧光譜分辨率、光通量、光譜測量范圍等特性。開發(fā)一種具有較高的綜合性能的高光譜成像儀顯得尤為迫切。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決目前高光譜成像儀中存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種具有較高光譜分辨率、較高的光通量以及光譜測量范圍較大的基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計，包括前置望遠準直系統(tǒng)、單色器、會聚成像系統(tǒng)、光電接收處理系統(tǒng)和顯示器，所述單色器設(shè)置在前置望遠準直系統(tǒng)和會聚成像系統(tǒng)之間，所述的前置望遠準直系統(tǒng)由主反射鏡和次反射鏡組成，所述主反射鏡的中間設(shè)置有一開口，且主反射鏡的開口尺寸大于次反射鏡反射的出射平行光尺寸，所述主反射鏡的焦點與次反射鏡的焦點位置重合；

所述的會聚成像系統(tǒng)由四組透鏡組成，包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組、和第四透鏡組，每個透鏡組由若干個透鏡組成，每個透鏡組設(shè)置在單色器的其中一個工作通道出口上；

所述的光電接收處理系統(tǒng)由CCD探測器和信號處理器組成，每個透鏡組的后焦面上設(shè)置有相應(yīng)的CCD探測器，每個CCD探測器與信號處理器連接，信號處理器連接在顯示器上。

作為本實用新型進一步的方案：所述的主反射鏡為凹面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡，所述的次反射鏡為凸面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡。

作為本實用新型再進一步的方案：所述主反射鏡表面和次反射鏡表面均涂有反射光學膜層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型光譜輻射計具有較高光譜分辨率、較高的光通量以及光譜測量范圍較大的優(yōu)點，綜合性能優(yōu)異。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接示意圖。

圖2為本實用新型中結(jié)構(gòu)組成示意圖。

圖中：1-旋轉(zhuǎn)濾光片；8-偏振器；12-主反射鏡；13-次反射鏡；14-單色器；15-第一透鏡組；16-第二透鏡組；17-第三透鏡組；18-第四透鏡組；19-第一CCD探測器；20-第二CCD探測器；21-第三CCD探測器；22-第四CCD探測器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1～2，本實用新型實施例中，一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的光譜輻射計，包括前置望遠準直系統(tǒng)、單色器、會聚成像系統(tǒng)、光電接收處理系統(tǒng)和顯示器，單色器設(shè)置在前置望遠準直系統(tǒng)和會聚成像系統(tǒng)之間。 前置望遠準直系統(tǒng)將目標發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成匹配單色器口徑的平行光束，單色器接收平行光束并且進行光譜掃描，會聚成像系統(tǒng)將單色器輸出的含有光譜信息的光束進行會聚，并將目標成像在光電接收處理系統(tǒng)的接收面上，光電接收處理系統(tǒng)將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并進行相應(yīng)的信號處理，送給顯示器輸出。

主反射鏡12接收來自被測物體發(fā)出的光線，并對光線進行反射和會聚，會聚光線的傳播方向為主反射鏡12的焦點；主反射鏡將目標發(fā)出的光進行反射并會聚，會聚光束入射到次反射鏡表面，再被次反射鏡反射出去，形成小口徑平行光出射；主反射鏡12中間設(shè)置有一開口，開口尺寸大于從次反射鏡13出射的平行光尺寸，不阻擋平行光出射。

主反射鏡12為凹面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡，主反射鏡12表面涂有反射光學膜層，將入射的光反射出去。次反射鏡13接收主反射鏡12反射會聚的光線，并對光線反射，形成平行光從主反射鏡12的中間開口出射，形成比入射光束口徑小的平行光。

次反射鏡13位于主反射鏡12和主反射鏡12的焦點之間，并且主反射鏡12的焦點與次反射鏡13的焦點位置重合。

次反射鏡13為凸面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡，次反射鏡13表面涂有反射光學膜層，將入射的光反射出去；次反射鏡13出射的平行光進入單色器14，經(jīng)過單色器14的分光作用，形成四個工作通道的出射光。

單色器14由多組旋轉(zhuǎn)濾光片和偏振器組成，偏振器設(shè)置在前置望遠準直系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)濾光片之間，旋轉(zhuǎn)濾光片由鍍有窄帶膜的鏡片組成，旋轉(zhuǎn)濾光片安裝在精確旋轉(zhuǎn)的鏡框內(nèi)，偏振器由鍍有偏振膜的棱鏡組成，將出射光束分為兩束不同偏振方向的出射光束，旋轉(zhuǎn)濾光片和偏振器表面均涂有反射光學膜層。

會聚成像系統(tǒng)由四個透鏡組構(gòu)成，包括第一透鏡組15、第二透鏡組16、第三透鏡組17、第四透鏡組18，每個透鏡組由若干透鏡組成，對某一工作通道的出射光進行會聚成像，成像面位于該組透鏡的后焦面上。

在每組透鏡的后焦面上設(shè)置有相應(yīng)的CCD探測器，第一透鏡組15的后焦面上設(shè)置有第一CCD探測器19，第二透鏡組16的后焦面上設(shè)置有第二CCD探測器20，第三透鏡組17的后焦面上設(shè)置有第三CCD探測器21，第四透鏡組18的后焦面上設(shè)置有第四CCD探測器22，用來接收焦面上的光能量，并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，每個CCD探測器與信號處理器連接，對CCD輸出的電信號進行處理轉(zhuǎn)換，得到物體的一維光譜信息和二維空間信息，并輸出給顯示器進行顯示。

實際應(yīng)用中，可根據(jù)被測目標的需要靈活更換其中單色器的通道數(shù)和測量光譜范圍。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。