滤光片式双视场成像光谱仪光学系统设计

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1、第34卷第6期应用光学Vo1．34NO．62013年11月JournalofAppliedOpticsNOV．2O13文章编号：1002-2082(2013)06—0943-04滤光片式双视场成像光谱仪光学系统设计费欣琳，付跃刚，刘智颖，王元鹏(长春理工大学光电工程学院，吉林长春130022)摘要：为了满足机载搜索与跟踪系统的实际使用要求，根据变焦系统的基本理论和成像光谱系统的特点，设计一个滤光片式双视场成像光谱仪光学系统实例。系统采用1／3英寸CCD接收，像元尺寸为6．0umX6．0btm。通过高斯法分析与求解得到初始结构，使用Zemax软件

2、对其优化，实现0．45m～O．7m／0．6m～O．95m双波段清晰成像，通过轴向移动变倍组完成13。×9．75。／3。×2．25。双视场转换，在视场切换过程中，F数为5．6且恒定不变。设计结果表明：在各谱段下系统宽视场畸变<3．5，窄视场畸变<0．2，探测器的Nyquist频率50lp／mm处光学传递函数的峰值均大于0．5，系统的最小后截距大于35mm，用以安装滤光片轮，满足装配要求。关键词：光谱成像；双视场；光学设计；滤光片中图分类号：TN202；TH741文献标志码：Adoi：10．5768／JAO2O1334．0601008Optical

3、designofdufilfield—of-viewimagingspectrometerwithfiltersFEIXin—lin，FUYue—gang，LIUZhi—ying，WANGYuan—peng(CollegeofOpto—electronicEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，China)Abstract：Inordertomeetthepracticalrequirementofairbornesearchingandtrac

4、kingsystems，adualfield—of-viewimagingspectrometerwithfilterswasdesignedbasedonthetheoryofzoomsystemandimagingspectrometer．TheCCDof1／3incheswasused，andthesizeofthepixelwas6．0m×6．0m．TheinitialstructurewasobtainedbyusingtheGaussianmethod，thesystemwasoptimizedbyusingZemaxsoftwar

5、e．Dualwaveband(O．45tzm~0．7ttm／0．6m～0．95ttm)clearimagingwasachieved，axialmovinggroupcouldcompletedoublefield—of-viewswitch(13。×9．75。／3。×2．25。)．Inthisprocess，Fnumberwas5．6andconstant．Thedesignresultsshowthatthedistortionofthewide—FOVislessthan3．5％，thedistortionofthenar—row—FOV

6、islessthan0．2，ThepeakvaluesofMTFaremorethan0．5atNyquist50lp／mmandtheminimumbackinterceptrangeofthesystemisgreaterthan35mmtoinstallfilters，whichmeetstheassemblyrequirements．Keywords：spectralimaging；dualfieldofview；opticaldesign；filters引言景物的多个光谱波段的图像。由于光谱成像技术同时具有空间分辨能力和光谱分辨能力，

7、其在识光谱成像技术是采用多个光谱通道来对目标别目标、资源调查、精细农业和生物医学等众多领进行探测和成像的技术，它是光学成像技术和光域具有广泛的应用前景。谱技术的有效结合。光谱成像仪的成像原理就是在扫描成像原理的基础上，将成像辐射的波段划与传统的单视场定焦物镜相比，双视场变焦分成更狭窄的多个波段同时成像，从而获得同一物镜的视场可切换，无需调整光学系统的位置也收稿日期：2013—05—30；修回日期：2013-06—21基金项目：吉林省自然科学基金(201215131)作者简介：费欣琳(1988一)，女，内蒙古通辽人，硕士研究生，主要从事光学设计工

8、作。E-mail：fxll2604@126．corn·944·应用光学2013，34(6)费欣琳，等：滤光片式双视场成像光谱仪光学系统设计可以获得不同