折反射式凸面光柵成像光學系統的製作方法

2023-06-21 20:41:21 2

專利名稱：折反射式凸面光柵成像光學系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學元件、系統，具體是指一種用於機載或星載對地觀察超光譜成像儀中的折反射式凸面光柵成像光學系統。
在折反射式成像光譜儀方面，Slutter，Warren S.在EP 0 862 050 A2專利中提出了採用Dyson光學系統結構的成像光譜儀，其光柵為凹球面反射光柵。這種採用Dyson系統成像光譜儀其物面與像面距折射透鏡很近，從而給機械結構設計帶來極大的不便，而且凹面光柵很難製成閃耀型光柵，衍射效率較凸面光柵為低。
本發明的折反射式凸面光柵成像光學系統的結構如

圖1所示，它按順序由凸球面反射光柵4和凹球面反射鏡3構成一同軸形式的離軸三反鏡成像光學系統，其特徵在於在該系統前面增加了一折射透鏡2。
來自物方的光束1射經折射透鏡2，射向凹球面反射鏡3，經其反射至凸球面反射光柵4，再由凸球面反射光柵4射向凹球面反射鏡3，再由凹球面反射鏡3反射，經折射透鏡2，在象方象平面5上成象。
所說的折射透鏡2必須滿足以下要求1.折射透鏡2的材料對成像光譜儀的工作波段必須是透明的；2.折射透鏡2的前表面曲率半徑R1＝(0.26～0.39)R4，其中R4是凹球面反射鏡3的曲率半徑。
3.折射透鏡2的後表面曲率中心與前表面曲率中心重合，也可以略有分開；4.折射透鏡2的中心厚度不小於透鏡口徑的十分之一；5.折射透鏡2與凸球面反射光柵4間隔距離為12mm～25mm。
本發明的光學系統的最大優越性是在同軸形式的離軸三反鏡成像光學系統前增加入了折射透鏡，使系統的象差得到進一步校正，從而保證系統在保持同軸形式的情況下可以獲得與離軸式成像光譜儀相當的像質，而系統的光學元件加工、結構及系統的裝調難度卻未有任何提高。
系統具體結構參數如下
離軸量(mm)物像高(mm)曲率半徑(mm) 間隔(mm)材料物面1 d65018×0.018 平面 d187.433透鏡2 0 R1-88.34413.05 K9R2-102.12d2166.62反射鏡30 R4-266.77d3142.72光柵4 0 R3-124.04d3142.72 30.86線對/mm反射鏡3 0 R4-266.77d2166.62透鏡2 0 R2-102.1213.05 K9R1-88.344d487.433像面5 d55218×3.0權利要求
1.一種折反射式凸面光柵成像光學系統，按順序依次由凸球面反射光柵(4)和凹球面反射鏡(3)構成一同軸形式的離軸三反鏡成像光學系統，其特徵在於a.在該系統前面增加了一折射透鏡(2)；b.來自物方的光束(1)經折射透鏡(2)，射向凹球面反射鏡(3)，經其反射至凸球面反射光柵(4)，再由凸球面反射光柵(4)射向凹球面反射鏡(3)，再由凹球面反射鏡(3)反射，經折射透鏡(2)，在象方象平面(5)上成象。
2.根據權利要求1.一種折反射式凸面光柵成像光學系統，其特徵在於所說的折射透鏡(2)的材料為對成像光譜儀的工作波段是透明的；折射透鏡(2)的前表面曲率半徑R1＝(0.26～0.39)R4，其中R4是凹球面反射鏡(3)的曲率半徑；折射透鏡(2)的後表面與前表面近似同心；折射透鏡(2)的厚度為不小於其口徑的十分之一；折射透鏡(2)與凸球面反射光柵(4)間隔距離為12mm～25mm。
全文摘要
本發明公開了一種用於機載或星載對地觀察超光譜成像儀的折反射式凸面光柵成像光學系統，該系統通過在依次由凸球面光柵和凹球面反射鏡構成的同軸形式的離軸三反鏡成像光學系統前增加折射透鏡，使系統的象差得到進一步校正，從而保證系統在保持同軸形式的情況下可以獲得與離軸式成像光譜儀相當的像質。該系統結構簡單，元件加工及系統裝調較離軸系統容易。它主要應用於機載或星載對地觀察超光譜成像儀器中觀察地物的光譜特性，也可用於醫學、礦產等領域對物體的形狀及光譜特性進行分析。
文檔編號G01J3/18GK1391090SQ0213615
公開日2003年1月15日 申請日期2002年7月23日 優先權日2002年7月23日
發明者沈蓓軍, 劉寶麗, 劉銀年, 王建宇, 薛永祺 申請人:中國科學院上海技術物理研究所