留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双谱段Offner光谱成像仪设计

周峰,  郑国宪,  李岩,  姚罡

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2013 >  42(7): 1858-1862
周峰, 郑国宪, 李岩, 姚罡. 双谱段Offner光谱成像仪设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1858-1862.
引用本文: 周峰, 郑国宪, 李岩, 姚罡. 双谱段Offner光谱成像仪设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1858-1862.
shu
Zhou Feng, Zheng Guoxian, Li Yan, Yao Gang. Design of dualband Offner spectral imager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1858-1862.
Citation: Zhou Feng, Zheng Guoxian, Li Yan, Yao Gang. Design of dualband Offner spectral imager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1858-1862.
shu

双谱段Offner光谱成像仪设计

  • 1.

    北京空间机电研究所,北京 100094

详细信息
    作者简介:

    周峰（1974-），男，高级工程师，博士，主要从事光学遥感载荷总体设计与方案论证方面的研究。Email：zfsimon@163.com

  • 中图分类号: TH744.1;O43

Design of dualband Offner spectral imager

  • 1.

    Beijing Institute of Mechanics & Electricity,Beijing 100094,China

  • 摘要: 相比基于平面或凹面光栅的光谱成像仪，采用凸面光栅作为分光元件的Offner光谱成像仪具有数值孔径大、无谱线弯曲、色畸变小、结构紧凑和加工装调简单等诸多优点，在各个领域获得越来越多的应用。为了满足深空探测任务对载荷高度集成化、宽光谱响应范围、轻小型化等多方面严格要求，采用Offner结构设计了一种双谱段光谱成像仪，并巧妙地利用光栅分区分光，使系统在宽谱段内具有优良的像质，且体积小、结构简单，满足了设计要求。光学系统所有反射曲面均为球面，公差较松，有利于加工和装调。对凸面光栅进行了设计，并分析了其衍射效率，该设计可以有效扩大整个系统的动态范围。
    Abstract: Compared with spectral imager based on the flat or concave grating, the Offner spectral imager which utilizes convex grating as the diffractive element has several advantages, such as large numerical aperture, no Smile, small spectral Keystone, compact volume, easy manufacturing and alignment, etc. Consequently, it's becoming widely applied in many fields. In order to meet the requirements of highly integrated, broad working spectrum and miniaturized payload for deep space exploration mission, in this article, an Offner spectral imager with dualband was designed. At the same time, a neatly spectral splitting method using different part of grating was implemented. The system which met the design requirements had fine image quality, small volume and compact configuration. All reflective curves of the optics were designed sphere, which had loose tolerance and were convenient for manufacturing and alignment. The convex grating was framed and its diffraction efficiency was analyzed. The result shows that the dynamic range of the whole system can be enlarged effectively using the elaborate design.
  • [1] Offner A. Unit power imaging catoptric anastigmat: US, 3748015[P]. 1973-7-24.
    [2]
    [3] Ji Yiqun, Shen Weimin. Design and manufacture of Offner convex grating hyper-spectral imager[J]. Infraned and Laser Engineering, 2010, 39(2): 285-287. (in Chinese)
    [4]
    [5]
    [6] Mouroulis P. Low-distortion imaging spectrometer designs utilizing convex gratings[C]//SPIE, 1998, 3482: 594-601.
    [7]
    [8] Lobb D R. Theory of concentric designs for grating spectrometers[J]. Appl Opt, 1994, 33: 2648-2658.
    [9] Mertz L. Concentric spectrographs[J]. Appl Opt, 1977, 16: 3122-3124.
    [10]
    [11]
    [12] Miller E, Klein G, Juergens D, et al. The visual and infrared mapping spectrometer for Cassini[C]//SPIE, 1996, 2803: 206-220.
    [13]
    [14] Coradini A, Capaccioni F, Drossart P, et al. VIRTIS: an imaging spectrometer for the ROSETTA mission[J]. Planetary and Space Science, 1998, 46(9/10): 1291-1304.
    [15] Piccioni G, Drossart P, Suetta E, et al. VIRTIS imaging spectrometer for the ESA/Venus Express mission[C]//SPIE, 2004, 5543: 175-185.
    [16]
    [17]
    [18] Silverglate P R, Fort D E. System design of the CRISM (compact reconnaissance imaging spectrometer for Mars) hyperspectral imager[C]//SPIE, 2003, 5159: 283-290.
    [19]
    [20] Russell C T, Coradini A, Christensen U, et al. Dawn: A journey in space and time[J]. Planetary and Space Science, 2004, 52: 465-489.
    [21] Zheng Yuquan. Design of compact Offner spectral imaging system[J]. Optics and Precision Engineering, 2005, 13(6): 650-657. (in Chinese)
    [22]
    [23] Piccioni G, Amici S, Fonti S, et al. Efficiency measurements of the VIRTIS-M grating[J]. Planetary and Space Science, 2000, 48: 411-417.
  • [1] 梁利杰, 刘丽琴, 管钰晴, 孙佳媛, 邹文哲, 郭创为, 张玉杰, 褚小要, 郭斌, 雷李华.  自溯源光栅衍射效率的分析与研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230356-1-20230356-9. doi: 10.3788/IRLA20230356
    [2] 赵雨时, 贺文俊, 刘智颖, 付跃刚.  编码孔径光谱成像仪中凸面闪耀光栅的研制 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220007-1-20220007-10. doi: 10.3788/IRLA20220007
    [3] 张刘, 李博楠, 卢勇男, 邹阳阳, 王泰雷.  基于Offner凸面光栅星载CO2成像光谱仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220431-1-20220431-9. doi: 10.3788/IRLA20220431
    [4] 张耀元, 王锐, 姜瑞韬, 杜坤阳, 李远洋.  硅基光学相控阵扇形天线优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210013-1-20210013-8. doi: 10.3788/IRLA20210013
    [5] 王琦, 朴明旭, 孟禹彤, 高旭东.  红外双波段共光路环形孔径超薄成像系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200270-1-20200270-9. doi: 10.3788/IRLA20200270
    [6] 武志昆, 石恩涛, 王咏梅.  消谱线弯曲PGP型成像光谱仪系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200433-1-20200433-6. doi: 10.3788/IRLA20200433
    [7] 杨洪涛, 杨晓帆, 梅超, 陈卫宁.  折衍混合红外双波段变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200036-1-20200036-8. doi: 10.3788/IRLA20200036
    [8] 袁立银, 谢佳楠, 侯佳, 吕刚, 何志平.  紧凑型红外成像光谱仪光学设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418001-0418001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0418001
    [9] 杨亮亮.  衍射光学元件斜入射衍射效率的测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117003-0117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0117003
    [10] 贾冰, 曹国华, 吕琼莹, 丁红昌.  多谱段共孔径跟踪/引导系统光学设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 218001-0218001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0218001
    [11] 秦侠格, 姬忠鹏, 徐映宇, 舒嵘.  双光路互参考高精度AOTF衍射效率测试方法及装置 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417001-0417001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417001
    [12] 罗刚银, 王弼陡, 陈玉琦, 赵义龙.  Offner型消热差中波红外成像光谱仪设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1104004-1104004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1104004
    [13] 李金鹏, 陈磊, 方波, 朱文华.  动态干涉仪的位相光栅衍射效率研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2696-2701.
    [14] 刘子寒, 季轶群, 石荣宝, 陈宇恒, 沈为民.  机载红外推扫成像光谱仪光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2941-2946.
    [15] 巩盾, 王红.  空间高光谱成像仪的光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 541-545.
    [16] 赵意意, 杨建峰, 薛彬, 闫兴涛.  宽谱段消像散Czerny-Turner光谱仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1182-1187.
    [17] 张建忠, 杨乐, 郭帮辉, 谭向全, 王健, 孙强.  基于谐衍射的红外中波/长波双波段视景仿真光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1758-1764.
    [18] 孙婷, 张宣智, 常伟军, 李元, 胡博, 郭小岗, 杨华梅, 陈秀萍.  红外宽波段双层谐衍射光学系统的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 951-954.
    [19] 闫兴涛, 杨建峰, 薛彬, 马小龙, 赵意意, 卜凡.  Offner型成像光谱仪前置光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2712-2717.
    [20] 殷可为, 黄智强, 林妩媚, 邢廷文.  衍射光学元件设计参数对杂散光的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3059-3064.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  345
  • HTML全文浏览量:  48
  • PDF下载量:  182
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-11
  • 修回日期:  2012-12-10
  • 刊出日期:  2013-07-25

双谱段Offner光谱成像仪设计

  • 1. 北京空间机电研究所,北京 100094
    • 作者简介:

    周峰（1974-），男，高级工程师，博士，主要从事光学遥感载荷总体设计与方案论证方面的研究。Email：zfsimon@163.com

  • 收稿日期: 2012-11-11
  • 修回日期: 2012-12-10
  • 刊出日期: 2013-07-25

  • 中图分类号: TH744.1;O43

摘要: 相比基于平面或凹面光栅的光谱成像仪，采用凸面光栅作为分光元件的Offner光谱成像仪具有数值孔径大、无谱线弯曲、色畸变小、结构紧凑和加工装调简单等诸多优点，在各个领域获得越来越多的应用。为了满足深空探测任务对载荷高度集成化、宽光谱响应范围、轻小型化等多方面严格要求，采用Offner结构设计了一种双谱段光谱成像仪，并巧妙地利用光栅分区分光，使系统在宽谱段内具有优良的像质，且体积小、结构简单，满足了设计要求。光学系统所有反射曲面均为球面，公差较松，有利于加工和装调。对凸面光栅进行了设计，并分析了其衍射效率，该设计可以有效扩大整个系统的动态范围。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计