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基于PSIM机载大视场宽谱段偏振光谱成像系统光学设计

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为满足偏振光谱成像探测中对于大视场、宽谱段技术要求,设计了一种基于偏振强度调制技术(PSIM)的宽谱段大视场偏振光谱成像仪.针对前置望远镜组,文中对现有国内玻璃材料消色差分析,优选了可见至短波红外的复消色差玻璃,通过控制镜组中PSIM模块光线角度,实现大视场内在PSIM模块上的入射角度需求.结合分析结果,采用光学设计软件优化设计.设计结果表明,前置望远系统能够实现波段为400～1700 nm,视场角为72°,焦距为20 mm,F数为4的高质量成像,全谱段内探测器截止频率处传递函数优于0.4,PSIM模块上最大入射角度为±4.99°,有效保证了各视场内偏振调制的一致性.后置光谱分光系统采用基于Offner结构的凸面光栅,优化结果显示各波段点列图均小于一个像元,在探测器奈奎斯特频率处中心波长的MTF达到0.6,各项指标均满足设计要求.本文对于基于PSIM宽谱段偏振光谱成像仪器的工程化具有很重要的现实意义,对宽谱段光学系统消色差设计也具有一定指导意义.
Optical Design of Airborne Large Field of View Wide Band Polarization Spectral Imaging System Based on PSIM

Polarization imaging spectrometerApochromaticPSIMConvex gratingOptical design

李鑫权、张军强、吴从均、马健、卢天姣、杨斌

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中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033

中国科学院大学,北京 101400

长光禹辰信息技术与装备(青岛)有限公司,山东 青岛 260000

偏振成像光谱仪 复消色差 PSIM 凸面光栅 光学设计

国家自然科学基金面上项目中国科学院王宽诚教育基金会资助

61875192

2024

10.3964/j.issn.1000-0593(2024)01-0250-08

光谱学与光谱分析
中国光学学会

光谱学与光谱分析

CSTPCD北大核心
影响因子：0.897
ISSN：1000-0593
年,卷(期)：2024.44(1)
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