本實用新型涉及光學(xué)儀器領(lǐng)域，尤其是一種基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的高光譜成像儀。

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(xué)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(xué)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：

本實用新型旨在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)濾光片單色器的高光譜成像儀。

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)濾光片單色器的高光譜成像儀，包括前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)、單色器和匯聚成像系統(tǒng)，所述前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)由主反射鏡和次反射鏡組成，其中主反射鏡為凹面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡，主反射鏡和主反射鏡的焦點之間設(shè)有一次反射鏡，主反射鏡的焦點與次反射鏡的焦點位置重合，該次反射鏡為凸面二次旋轉(zhuǎn)拋物面鏡，主反射鏡中間設(shè)置有一開口，該開口尺寸大于從次反射出射的平行光尺寸；所述前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)于單色器的進光通道前側(cè)，該單色器上設(shè)有第一工作通道、第二工作通道、第三工作通道和第四工作通道；所述匯聚成像系統(tǒng)由第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組組成，其中第一透鏡組設(shè)于第一工作通道的出射處，第二透鏡組設(shè)于第二工作通道的出射處，第三透鏡組設(shè)于第三工作通道的出射處，第四透鏡組設(shè)于第四工作通道的出射處，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組均是由數(shù)個透鏡組成，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組、第四透鏡的后焦面上分別設(shè)有第一CCD探測器、第二CCD探測器、第三CCD探測器、第四CCD探測器。

作為本實用新型的進一步方案：所述主反射鏡表面涂有反射光學(xué)膜層。

作為本實用新型的進一步方案：所述次反射鏡表面涂有反射光學(xué)膜層。

作為本實用新型的進一步方案：所述第一CCD探測器、第二CCD探測器、第三CCD探測器和第四CCD探測器均與信號處理器連接，信號處理器與顯示器連接。

作為本實用新型的進一步方案：所述第一CCD探測器、第二CCD探測器、第三CCD探測器、第四CCD探測器和信號處理器共同組成光電接收處理系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：該基于旋轉(zhuǎn)濾光片單色器的高光譜成像儀的前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)將目標(biāo)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(biāo)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。

與現(xiàn)有的高光譜成像儀相比本實用新型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。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的工作原理示意圖。

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?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(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)濾光片單色器的高光譜成像儀，包括前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)、單色器14和匯聚成像系統(tǒng)，所述前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)由主反射鏡12和次反射鏡13組成，其中主反射鏡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(xué)膜層，將入射的光反射出去，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12和主反射鏡12的焦點之間設(shè)有一次反射鏡13，主反射鏡12的焦點與次反射鏡13的焦點位置重合，該次反射鏡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(xué)膜層，將入射的光反射出去，主反射鏡12中間設(shè)置有一開口，開口尺寸大于從次反射出射的平行光尺寸，不阻擋平行光出射，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；所述前置望遠準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)于單色器14的進光通道前側(cè)，該單色器14上設(shè)有第一工作通道141、第二工作通道142、第三工作通道143和第四工作通道144；所述匯聚成像系統(tǒng)由第一透鏡組15、第二透鏡組16、第三透鏡組17和第四透鏡組18組成，其中第一透鏡組15設(shè)于第一工作通道141的出射處，第二透鏡組16設(shè)于第二工作通道142的出射處，第三透鏡組17設(shè)于第三工作通道143的出射處，第四透鏡組18設(shè)于第四工作通道144的出射處，第一透鏡組15、第二透鏡組16、第三透鏡組17和第四透鏡組18均是由數(shù)個透鏡組成，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，第一透鏡組15、第二透鏡組16、第三透鏡組17、第四透鏡的后焦面上分別設(shè)有第一CCD探測器19、第二CCD探測器20、第三CCD探測器21、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，第一CCD探測器19、第二CCD探測器20、第三CCD探測器21和第四CCD探測器22均與信號處理器連接，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，第一CCD探測器19、第二CCD探測器20、第三CCD探測器21、第四CCD探測器22和信號處理器共同組成光電接收處理系統(tǒng)，實際應(yīng)用中，可根據(jù)被測目標(biāo)的需要靈活更換其中單色器14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(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。