一種基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統的製作方法
2023-05-27 20:04:51 1
一種基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，包括層疊設置的三層稜鏡組，第一層的主體為第一平行四邊形稜鏡，第二層的主體為第二平行四邊形稜鏡，第三層的主體為矩形稜鏡；其中，第一平行四邊形稜鏡的斜面角度為45度，左側斜面鍍制反射膜，右側斜面鍍制二色性分光膜；第二平行四邊形稜鏡的斜面角度為θ，右側斜面鍍制二色性分光膜；本發明解決了相距很近且共焦面的線陣探測器RGB多光譜分光難題。
【專利說明】一種基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於航空/航天遙感與測量【技術領域】，涉及ー種R (紅)、G (緑)、B (藍)多光譜分光系統。
【背景技術】
[0002]在遙感領域，鑑於不同的地物有不同的反射特徵光譜，依據遙感相機得到的地物在不同波長處的反射率特徵光譜曲線，就可將不同的地物區分開來。R (紅)、G (緑)、B (藍)作為常用的多光譜通道，它們在地物探測方面具有不同的作用，B (藍)通道主要用來探測淺水地形，區分土壤和植被；G (緑)通道用於區分植被類型和監測作物長勢；R (紅)用於植物分類。
[0003]目前，R、G、B等多光譜實現分光的方法主要有:
[0004]I)多鏡頭分光，利用多個相同或者非常接近的鏡頭對同一景物成像，濾色片限定各鏡頭代表的譜段，ー個鏡頭對應ー個多光譜譜段。多鏡頭分光和配準時要求各鏡頭光軸平行到角秒精度，且裝配後精度可以保持。因此，只適用於地面解析度低、焦距短的小型多光譜CXD相機。
[0005]2)多線陣CXD多光譜成像，就是ー個器件上有3條或數條平行排列的CXD線陣，它們相距較遠，在該器件保護玻璃上分別鍍上對應的濾光膜而得到多個譜段。優點:結構簡単，適合於多光譜探測器之間相距較遠，否則，多光譜幹涉濾光膜鍍制寬度極窄，鍍膜エ藝無法實現。缺點:地面目標的多光譜圖像不是同時獲得的，對同一目標配準時，因不同多光譜CCD照相時間有差別，平臺姿態變化會造成配準誤差。
[0006]3)單鏡頭分光，就是在鏡頭後設置分光系統，將接收到的光分解成多個光譜段。一般通過在分光稜鏡上鍍制分光膜，將同一視場的入射光束分開。優點:這種方法得到的R、G、B圖像嚴格對應的是同一場景的多光譜圖像。
【發明內容】
[0007]本發明提出一種基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，解決了相距很近且共焦面的線陣探測器RGB多光譜分光難題。
[0008]本發明的基本技術方案如下:
[0009]基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，包括層疊設置的三層稜鏡組，第一層的主體為第一平行四邊形稜鏡，第二層的主體為第二平行四邊形稜鏡，第三層的主體為矩形稜鏡；其中，第一平行四邊形稜鏡的斜面角度為45度，左側斜面鍍制反射膜，右側斜面鍍制二色性分光膜；第二平行四邊形稜鏡的斜面角度為0，右側斜面鍍制二色性分光膜；
[0010]光由第一平行四邊形稜鏡的下底面入射，經第一平行四邊形稜鏡的右側斜面反射B波段，透射R、G波段；其中一路，反射的B波段光經第一平行四邊形稜鏡的左側斜面再次反射，依次經第一平行四邊形稜鏡的上底面、第二平行四邊形稜鏡的左側斜面、第二平行四邊形稜鏡的上底面、所述矩形稜鏡出射；另一路，透射的R、G波段光經第二平行四邊形稜鏡的下底面，在第二平行四邊形稜鏡的右側斜面再次分色，反射G波段，透射R波段，反射的G波段光經第二平行四邊形稜鏡的左側斜面再次反射，依次經第二平行四邊形稜鏡的上底面、所述矩形稜鏡出射；最終產生RGB光譜分量，三層稜鏡組中的各稜鏡厚度相適配，以保證各波段像面均為等光程、均共面；
[0011]第二平行四邊形稜鏡的斜面角度e滿足以下公式:
[0012]
【權利要求】
1.一種基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，其特徵在於:包括層疊設置的三層稜鏡組，第一層的主體為第一平行四邊形稜鏡，第二層的主體為第二平行四邊形稜鏡，第三層的主體為矩形稜鏡；其中，第一平行四邊形稜鏡的斜面角度為45度，左側斜面鍍制反射膜，右側斜面鍍制二色性分光膜；第二平行四邊形稜鏡的斜面角度為e，右側斜面鍍制二色性分光膜； 光由第一平行四邊形稜鏡的下底面入射，經第一平行四邊形稜鏡的右側斜面反射B波段，透射R、G波段；其中一路，反射的B波段光經第一平行四邊形稜鏡的左側斜面再次反射，依次經第一平行四邊形稜鏡的上底面、第二平行四邊形稜鏡的左側斜面、第二平行四邊形稜鏡的上底面、所述矩形稜鏡出射；另一路，透射的R、G波段光經第二平行四邊形稜鏡的下底面，在第二平行四邊形稜鏡的右側斜面再次分色，反射G波段，透射R波段，反射的G波段光經第二平行四邊形稜鏡的左側斜面再次反射，依次經第二平行四邊形稜鏡的上底面、所述矩形稜鏡出射；最終產生RGB光譜分量，三層稜鏡組中的各稜鏡厚度相適配，以保證各波段像面均為等光程、均共面； 第二平行四邊形稜鏡的斜面角度9滿足以下公式:
2.根據權利要求1所述的基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，其特徵在幹:第一平行四邊形稜鏡的左、右兩側分別膠合第一直角梯形稜鏡、第一三角形稜鏡，第二平行四邊形稜鏡的左、右兩側分別膠合第二直角梯形稜鏡、第二三角形稜鏡，使得第一層和第二層稜鏡組外形平整。
3.根據權利要求2所述的基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，其特徵在於:在第一三角形稜鏡的右側還設置有另一矩形稜鏡，對應於全色探測器的像面。
4.根據權利要求2或3所述的基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，其特徵在於:所有稜鏡均米用光學石英玻璃JGSl。
5.根據權利要求2或3所述的基於近距離共焦面線陣探測器的多光譜分光系統，其特徵在於:第二平行四邊形稜鏡的底面邊長t2為2.24mm，第二平行四邊形稜鏡的斜面角度0為 44.6。。
【文檔編號】G01J3/02GK103528680SQ201310468385
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】閆阿奇, 張建, 周祚峰, 武登山, 冷寒冰, 曹劍中, 張凱勝 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所