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折射/谐衍射红外双波段成像光谱仪系统研究

刘英 孙强 卢振武 吴宏圣 李淳 曲锋

折射/谐衍射红外双波段成像光谱仪系统研究

刘英, 孙强, 卢振武, 吴宏圣, 李淳, 曲锋
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  • 为了获取足够的目标信息,充分利用中波红外和长波红外的光谱信息,建立了谐衍射中、长波红外超光谱成像系统.利用谐衍射元件独特的色散特性,将谐衍射透镜应用于中、长波红外超光谱成像系统中,使系统在中波红外3.7—4.8 μm和长波红外8—12 μm的2个红外大气窗口内获取数百个光谱图像.设计结果表明,中波红外波段,在18对线/mm处光学系统的调制传递函数(MTF)大于0.55,长波红外波段,在13对线/mm处光学系统的MTF大于0.5,光学系统的衍射环绕能,在中波红外波段30 μm半径范围内大于85%,在长波红外
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA12Z110)和国家自然科学基金(批准号:60507003)资助的课题.
    [1]

    Dubreuil D, Baudrand J, Abergel A, Bensammar S, Cretolle J B, Dargent P, Galdemard P, Gay J, Lacombe F, Lagage P O, Martin L, Prieto E, Rabbia Y, Reess J M, Riaud P, Rouan D, Mols P J, Salasca S, Semery A, Wright G S 2003 Proc. SPIE 4850 564

    [2]

    Davila P S, Bolcar M R, Bos B J, Bean B, Hagopian J G, Howard J M, Unger B L, Wilson M E 2006 Proc. SPIE 6265 626512

    [3]

    Sweeney D W, Sommargren G E 1995 Appl. Opt. 34 2469

    [4]

    Lyons D M 1995 Proc. SPIE 2480 123

    [5]

    Faklis D, Morris G M 1995 Appl. Opt. 34 2462

    [6]

    Hinnrichs M, Gupta Neelam, Goldberg A 2003 32nd Applied Image Pattern Recognition Workshop (AIPR 2003), Image Data Fusion Washington DC, USA, October 15—17, 2003, p73

    [7]

    Smith D J, Gupta N 2005 Proc. SPIE 5881 588106

    [8]

    Sun Q,Yu B,Wang Z Q,Mu G G,Lu Z W 2004 Acta Phys.Sin. 53 756(in Chinese) [孙 强、于 斌、王肇圻、母国光、卢振 武 2004 物理学报 53 756] 〖9] Dong K Y, Pan Y L, Wang X J, Sun Q, Lu Z W 2008 Opt. Precision Eng. 16 764 (in Chinese) [董科研、潘玉龙、王学进、孙 强、卢振武 2008 光学精密工程 16 764]

    [9]

    Liu Y, Pan Y L, Wang X J, Sun Q, Lu Z W, Liu H, Zhang H X 2008 Opt. Precision Eng. 16 2065 (in Chinese)[刘 英、潘玉龙、王学进、孙 强、卢振武、刘 华、张红鑫 2008 光学 精密工程 16 2065]

    [10]

    Dong K Y,Sun Q,Li Y D,Zhang Y C,Wang J,Ge Z J,Sun J X,Liu J Z 2006 Acta Phys.Sin.55 4602 (in Chinese) [董科研、孙 强、李永大、张云翠、王 健、葛振杰、孙金霞、刘建卓 2006 物理学报 55 4602]

    [11]

    Sun J X,Sun Q,Li D X, Lu Z W 2007 Acta Phys.Sin.56 3900(in Chinese)[孙金霞、孙 强、李东熙、卢振武 2007 物理学报 56 3900]

    [12]

    Wolf E, Born M 1981 Principles of Optics (Cambridge: Cambridge University) p439—450

  • [1]

    Dubreuil D, Baudrand J, Abergel A, Bensammar S, Cretolle J B, Dargent P, Galdemard P, Gay J, Lacombe F, Lagage P O, Martin L, Prieto E, Rabbia Y, Reess J M, Riaud P, Rouan D, Mols P J, Salasca S, Semery A, Wright G S 2003 Proc. SPIE 4850 564

    [2]

    Davila P S, Bolcar M R, Bos B J, Bean B, Hagopian J G, Howard J M, Unger B L, Wilson M E 2006 Proc. SPIE 6265 626512

    [3]

    Sweeney D W, Sommargren G E 1995 Appl. Opt. 34 2469

    [4]

    Lyons D M 1995 Proc. SPIE 2480 123

    [5]

    Faklis D, Morris G M 1995 Appl. Opt. 34 2462

    [6]

    Hinnrichs M, Gupta Neelam, Goldberg A 2003 32nd Applied Image Pattern Recognition Workshop (AIPR 2003), Image Data Fusion Washington DC, USA, October 15—17, 2003, p73

    [7]

    Smith D J, Gupta N 2005 Proc. SPIE 5881 588106

    [8]

    Sun Q,Yu B,Wang Z Q,Mu G G,Lu Z W 2004 Acta Phys.Sin. 53 756(in Chinese) [孙 强、于 斌、王肇圻、母国光、卢振 武 2004 物理学报 53 756] 〖9] Dong K Y, Pan Y L, Wang X J, Sun Q, Lu Z W 2008 Opt. Precision Eng. 16 764 (in Chinese) [董科研、潘玉龙、王学进、孙 强、卢振武 2008 光学精密工程 16 764]

    [9]

    Liu Y, Pan Y L, Wang X J, Sun Q, Lu Z W, Liu H, Zhang H X 2008 Opt. Precision Eng. 16 2065 (in Chinese)[刘 英、潘玉龙、王学进、孙 强、卢振武、刘 华、张红鑫 2008 光学 精密工程 16 2065]

    [10]

    Dong K Y,Sun Q,Li Y D,Zhang Y C,Wang J,Ge Z J,Sun J X,Liu J Z 2006 Acta Phys.Sin.55 4602 (in Chinese) [董科研、孙 强、李永大、张云翠、王 健、葛振杰、孙金霞、刘建卓 2006 物理学报 55 4602]

    [11]

    Sun J X,Sun Q,Li D X, Lu Z W 2007 Acta Phys.Sin.56 3900(in Chinese)[孙金霞、孙 强、李东熙、卢振武 2007 物理学报 56 3900]

    [12]

    Wolf E, Born M 1981 Principles of Optics (Cambridge: Cambridge University) p439—450

  • [1] 王肇圻, 母国光, 于 斌, 卢振武, 孙 强. 谐衍射双波段红外超光谱探测系统研究. 物理学报, 2004, 53(3): 756-761. doi: 10.7498/aps.53.756
    [2] 李永大, 葛振杰, 孙 强, 张云翠, 王 健, 孙金霞, 刘建卓, 董科研. 折射/衍射混合红外双焦光学系统设计. 物理学报, 2006, 55(9): 4602-4607. doi: 10.7498/aps.55.4602
    [3] 裴琳琳, 吕群波, 王建威, 刘扬阳. 编码孔径成像光谱仪光学系统设计. 物理学报, 2014, 63(21): 210702. doi: 10.7498/aps.63.210702
    [4] 王绍民, 洪熙春, 黄维刚. 失调光学系统的衍射积分公式. 物理学报, 1982, 31(12): 75-83. doi: 10.7498/aps.31.75
    [5] 江秀娟, 李菁辉, 朱俭, 林尊琪. 基于简单透镜列阵的可调焦激光均匀辐照光学系统研究. 物理学报, 2015, 64(5): 054201. doi: 10.7498/aps.64.054201
    [6] 宋岩峰, 邵晓鹏, 徐 军. 实现复消色差的超常温混合红外光学系统. 物理学报, 2008, 57(10): 6298-6303. doi: 10.7498/aps.57.6298
    [7] 张幼文;杨存武;仰晓东. 偏轴非球面红外光学系统的自动设计. 物理学报, 1979, 1656(4): 492-502.
    [8] 庄松林, 陈祥祯. 部分相干情形下象差光学系统的直边衍射. 物理学报, 1979, 167(5): 59-71. doi: 10.7498/aps.28.59
    [9] 秦飞, 洪明辉, 曹耀宇, 李向平. 平面超透镜的远场超衍射极限聚焦和成像研究进展. 物理学报, 2017, 66(14): 144206. doi: 10.7498/aps.66.144206
    [10] 张林, 林仁明. 良腔情况吸收与色散混合型受驱动光学系统多光子过程的透射光谱. 物理学报, 1991, 40(3): 375-385. doi: 10.7498/aps.40.375
    [11] 庞武斌, 岑兆丰, 李晓彤, 钱炜, 尚红波, 许伟才. 偏振对光学系统成像质量的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 234202. doi: 10.7498/aps.61.234202
    [12] 沈满德, 任欢欢. 一种宽温双光谱红外搜索跟踪系统的设计. 物理学报, 2013, 62(9): 090702. doi: 10.7498/aps.62.090702
    [13] 杨国桢, 顾本源. 光学系统中振幅和相位的恢复问题. 物理学报, 1981, 30(3): 410-413. doi: 10.7498/aps.30.410
    [14] 王之江. 同轴柱面光学系统的象差. 物理学报, 1960, 61(4): 205-213. doi: 10.7498/aps.16.205
    [15] 沈晓鹏, 崔铁军, 叶建祥. 基于超材料的微波双波段吸收器. 物理学报, 2012, 61(5): 058101. doi: 10.7498/aps.61.058101
    [16] 江浩, 张新廷, 国承山. 基于菲涅耳衍射的无透镜相干衍射成像. 物理学报, 2012, 61(24): 244203. doi: 10.7498/aps.61.244203
    [17] 朱 俭, 江秀娟, 周申蕾, 林尊琪. 利用消衍射透镜列阵及光谱色散平滑实现焦斑均匀辐照. 物理学报, 2006, 55(11): 5824-5828. doi: 10.7498/aps.55.5824
    [18] 胡睿璇, 潘冰洋, 杨玉龙, 张伟华. 基于线性成像系统的光学超分辨显微术回顾. 物理学报, 2017, 66(14): 144209. doi: 10.7498/aps.66.144209
    [19] 李杰, 朱京平, 齐春, 郑传林, 高博, 张云尧, 侯洵. 静态傅里叶变换超光谱全偏振成像技术. 物理学报, 2013, 62(4): 044206. doi: 10.7498/aps.62.044206
    [20] 杨鹏, 韩天成. 极化控制的双波段宽带红外吸收器研究. 物理学报, 2018, 67(10): 107801. doi: 10.7498/aps.67.20172716
  • 引用本文:
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  • 文章访问数:  3261
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-07-12
  • 修回日期:  2010-01-11
  • 刊出日期:  2010-10-15

折射/谐衍射红外双波段成像光谱仪系统研究

  • 1. (1)中国科学院长春光机与物理研究所,光电技术研发中心,长春 130033; (2)中国科学院长春光机与物理研究所,光电技术研发中心,长春 130033,中国科学院研究生院,北京 100049
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA12Z110)和国家自然科学基金(批准号:60507003)资助的课题.

摘要: 为了获取足够的目标信息,充分利用中波红外和长波红外的光谱信息,建立了谐衍射中、长波红外超光谱成像系统.利用谐衍射元件独特的色散特性,将谐衍射透镜应用于中、长波红外超光谱成像系统中,使系统在中波红外3.7—4.8 μm和长波红外8—12 μm的2个红外大气窗口内获取数百个光谱图像.设计结果表明,中波红外波段,在18对线/mm处光学系统的调制传递函数(MTF)大于0.55,长波红外波段,在13对线/mm处光学系统的MTF大于0.5,光学系统的衍射环绕能,在中波红外波段30 μm半径范围内大于85%,在长波红外

English Abstract

参考文献 (12)

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