第32卷，第3期 2012年3月
谱分
学
与光
析
光谱
Speetroscopy and Spectral Analysis 成像光谱仪一体化设计
崔继承1,2，刘玉娟1,2，潘明忠"，唐玉国1 1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春
130033
2.中国科学院研究生院，北京
100049
Vol. 32,No.3,pp839843
March,2012
摘要随着超光谱成像技术的发展，超光谱成像光谱仪的要求也随之提高，小型化、高光谱分辨率和高空间分辨率成为发展趋势，这就要求设计者在进行仪器设计的过程中不断完善和优化设计。提出了成像光谱仪一体化设计的方法，即不单纯地进行光谱仪分光系统的设计，而是将光谱仪分光系统置于整体结构中进行整体系统设计和优化，从而实现超光谱成像光谱仪的最佳设计结果，并以近年来应用较为广泛的凸面光栅成像光谱仪为例，较为详细地阐述了成像光谱仪一体化设计方法在系统研制过程中的应用，并通过对该
凸而光栅成像光诺仪的测试验证了该方法的正确性。关键调成像光谱仪；小型化；光谱；凸面光栅
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)03-0839-05
中图分类号：TH741.4
引言
文献标识码：A
统置于整体结构中进行整体系统设计和优化，从而实现超光谐成像光谱仪的最佳设计，以近年来应用较为广泛的凸面光栅成像光谱仪为例，介绍了整个设计过程和测试，验证了该
超光谱成像光谱仪是光谱成像技术的基本设备，它是在传统光谱分析仪器基础上发展而成的遥感仪器。利用它可以在通感平台上以高空间分辨率和高光谐分辨率获取物质光谱图像，即获取被观测区域（或物体)的表观图像信息及理化生物等物质构成光谱信息，是传统光谱分析技术（即定性、定量分析)向现代光谱分析技术（即定性、定基、定时、定位分析)发展的重要载体，在军事债察、资源助套、自然灾害监控、环境污染评估、医学诊断治疗等诸多领域具有广阔的应用前景。自从Goetz"提出超光谱成像的概念至今经过20多年的发展，各国已经在超光谱成像领域研制出了多种成像光谱仪[23)，比较具有代表性的有AVIRIS，HYDICE}和 CASIs]等，这些超光谱成像光谱仪主要应用在机载和星载的有效载荷当中。近年来我国在军事、民用等领域对超光谱成像光谱仪的需求也呈上升趋势，各种用途的超光谱成像光谱仪被广泛地应用于国民经济建设和国防建设当中，对于超光谱成像技术的研究也越来越深人和广泛7-9]。
随着超光谱成像技术的发展，对超光谱成像光谱仪的要求也随之提高，小型化、高光谱分辨率和高空间分辨率成为发展趋势，这就要求设计者要不断完善和优化设计。正是在这样一个背景下，提出了成像光谱仪一体化设计的方法，即不单纯地进行光谱仪分光系统的设计，雨是将光谱仪分光系
设计思想的正确性。
凸面光栅成像光谱仪一体化设计过程
凸面光栅成像光谱仪基本原理 1.1
凸面光棵成像光谱仪系统由前端望远系统和后端分光系统组成，其中分光系统是从同心Ofner三反射镜光学系统演变面来的，将其中的第二反射镜改为凸面光幅，既保留了 Offner系统对称消像差的特点又能实现光谱分离，因此该结构也称为Offner成像光谱仪ue12)，其结构如图1所示。
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频述系续
Fig 1Offner spectrum imaging system of convex grating 凸面光栅成像光谱仪工作原理如图2所示。沿狭缝方向
收稿日期：2011-07-04，修订日期：2011-10-09
基金项目：国家创新方法.上作专项项目(20081M040700)，吉林省科技支撑计划项目(20106011)资助
作者简介：崔继承，1976年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所副研究员万方数据
e-mail, jicheng_cui@yahoo. com cn