基于谐衍射透镜的红外双波段成像光谱仪.pdfVIP

鏊 衡射透镜的 木 缍 瀵鼹威像光谱仪 课题负责人 ：孙 强 课题承担单位 ：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 D01：10．3772／j．issn．1009-5659．2011．12．014 其中在国际期刊上发表 50多篇，其创新性和应用价值受 到相关领域专家和学者的一致认可。2000年，本课题组 根据辐射定律分析表 明，接近环境温度的物体在 摒弃了传统的光栅式或棱镜式光谱分光思想，率先提出 8～14P-m (长波红外 ：LWIR)红外波段的红外辐射 了基于谐衍射元件的红外双波段成像光谱理论，利用谐 较强，而8～14 rfl为大气窗口，透过率约为80％左右， 衍射透镜具有多波段同时分光和成像的特点，集望远光 它的探测信息主要反映地物的发射率及温度 ；而温度较 路、分光光路和成像光路于一体，实现了轻小型MWIR 高的物体，例如 目标的发动机或羽烟部分，在 3～5 m 和LWIR双波段的共光路设计的理念。 (中波红外 ：MWIR)红外波段的红外辐射较强。然而， 衍射光学凝视型成像光谱技术是集成了窄带滤波和 长波段红外辐射的主要问题是在大湿度地区衰减较大， 光谱层析技术为一体的一种特殊的成像光谱仪技术，它 致使探测困难 ；与之相比，中波段红外辐射不存在这个 采用衍射元件 同时完成色散和成像双重功能，其色散方 问题，而且热对比度较高，它的主要问题是光谱辐射度 式不同于传统的光栅式或棱镜式那样在垂直于光轴方向 较低。这使得采用MWIR和 LWIR结合的红外双波段 色散，而是沿着光轴方向色散，为了获取全波段上的图 探测系统可 以实现信息互补，增加 目标信息，在战争中 像和光谱，改变面阵探测器和衍射透镜之间的相对距离 的隐身与反隐身、真伪识别、光谱分析、信息融合等多 进行数据采集，即可获得场景中目标的光谱 图像数据立 个方面均起到了重要作用。因此，红外双波段系统应用 方，如图1所示。 方面的研究成为了世界各国关注的焦点之一。 衍射述镑 成像光谱仪 (ImagingSpectrometer)是成像技术和 ， 光谱技术的有机结合，它已有多年的发展历史，特别是近 入射光 ：： ．：i：乏 。 一．， 些年来越来越多地受到世界各国的关注。就像成像光谱学 一 刍 ． ， 一：：：j之上：：：-2--l～～ 专家Descour所说的那样，成像光谱仪的出现增加了成像 一 一 FRAM E N 光学系统获取二维 目标光谱分布的能力，其获得光谱图像 多 信息的原理，如图1所示。由于其强大的信息功能，成像 光谱仪的研究成为了光学界的一大研究热点。 自20世纪80年代起，长春光学精密机械与物理研 凰nl 究所光 电技术研发中心一直致力于衍射光学和红外光学 方面的研究，并对衍射光学的应用、发展、加工，折 ／ 图1 基于衍射元件成像光谱仪数据立方 衍混合系统以及红外光学系统的性能特点等方面做了大 量的深入研究工作，并发表高质量的学术论文200多篇， (下转第34页) 国家86；3计划课题 (2007AA12z110)。 构建了一套完整的高性能网络三维可视化平台。 网络快速检索和查询定位 ；系统总体性能上达到了国内 外同类软件的高水平，在系统开放性、三维模型的绘制 性能等方面处于领先水平，相对而言更适