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公开(公告)号：CN118746556A
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202410751001.3
申请日：2024-06-12
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种宽波段热适应成像光谱仪及其装调方法，所述光谱仪由望远镜、视场光阑组件、可见近红外光谱仪和短中波红外光谱仪组成。望远镜是一个离轴三反系统，双通道共用；视场光阑组件是一个集成组件，上面平行布局了双通道的狭缝；双通道光谱仪均采用基于平面光栅的自由曲面光谱仪结构，光栅为平面闪耀光栅，准直镜和会聚镜的反射镜数量为1+2式或2+2式，采用自由曲面提升像质、降低畸变；像面前的滤光片抑制二级与高级次衍射杂散光和红外背景辐射。主体光机材料选用同种铝材，短中波红外光谱仪低温设计，与仪器主体框架采用隔热连接。本发明具有宽波段、大视场、高分辨率、低畸变、轻小紧凑、热适应性强的特点，为月球与行星深空光谱载荷提供了一种光学方案。
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公开(公告)号：CN112284538A
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN202010966376.3
申请日：2020-09-15
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种棱栅光谱仪光学系统及设计方法，由视场光栏、准直镜、棱栅组件、转折镜、会聚镜、探测器窗口和滤光片组成。其中准直镜为自由曲面，棱栅组件是平面反射光栅和棱镜的组合，会聚镜是一个六片式透镜组，第一透镜的前表面为自由曲面。来自物方的光线从视场光栏出发，经准直镜反射后到达转折镜，再反射至棱栅组件，经其衍射后再经会聚镜会聚，再经探测器窗口和滤光片，最终到达像面。准直镜使用离轴自由曲面反射镜，以避免中心遮拦。采用自由曲面和棱栅组件，有利于紧凑体积和校正畸变。本发明的优点是：像差校正能力强，适合较小F数设计，畸变低，光路布局紧凑，易于装调。
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公开(公告)号：CN112284535A
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN202010965487.2
申请日：2020-09-15
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
IPC分类号： G01J3/28
摘要： 本发明公开了一种渐进式在轨推扫式中短波红外成像光谱仪暗背景去除方法，该方法步骤如下：(1)实验室内采集仪器所有可能的工作环境温度下所有积分时间的全幅暗背景数据；(2)根据实验室内获取的全幅暗背景数据计算校正系数矩阵；(3)结合在轨采集的全幅暗背景数据更新校正数矩阵；(4)在轨成像数据暗背景扣除。本发明的方法以扫式中短波红外成像光谱仪暗背景产生机理为基础，充分考虑了数据的完备性和仪器在轨运行时的衰减，是一种可持续的、准确性好的在轨推扫式中短波红外成像光谱仪数据暗背景去除方法。
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公开(公告)号：CN111561998A
公开(公告)日：2020-08-21
申请号：CN202010440797.2
申请日：2020-05-22
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种自由曲面长缝光谱仪光学系统，由视场光栏、折反镜组、自由曲面透镜、光栅和滤光片组成，其中折反镜组有一片正透镜和一片内反射负透镜组成。光学系统为折反射式，来自物方的光线从视场光栏出发，经折反镜组内反射后再经折反镜组透射至自由曲面透镜到达光栅，经其衍射后再经过自由曲面透镜至折反镜组内反射及透射后出射至滤光片，到达像面。自由曲面透镜有利于进一步校正光谱畸变和像质。本发明的优点是：能适应长狭缝设计需求，像差校正能力强，畸变低，结构紧凑；比曲面光栅和已有的含有多个非球面的类似光谱仪的成本低。
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公开(公告)号：CN110908098A
公开(公告)日：2020-03-24
申请号：CN201911093643.4
申请日：2019-11-11
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种大视场消畸变离轴反射光学系统及设计方法。光学系统由主镜、次镜、场镜和孔径光栏组成。来自无穷远的光线经过主镜反射，又经次镜反射，再经场镜反射，最终到达像面。其中，主镜为偶次非球面离轴凸面，次镜为偶次非球面离轴凹面，场镜为凸自由曲面反射镜。孔径光栏设置在主镜处或者在主镜和次镜之间，后者可实现像方远心设计。在两镜模型中，在焦面前设置反射式场镜，面型设置为扩展多项式，加入畸变控制后进行优化。本发明的优点是：结构简单、全反射式、光学效率高、大视场和低畸变，特别适合用作大视场推扫成像仪器的光学系统，以及大视场光谱成像仪器中的望远物镜。
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公开(公告)号：CN111623876B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202010623576.9
申请日：2020-07-01
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种基于S矩阵狭缝阵列的推扫式高光谱成像系统及方法，包括主望远镜、视场光阑、S矩阵狭缝阵列、高精度电控位移台、光谱仪组件、视场补偿镜以及数据处理模块。将S矩阵狭缝阵列固定在高精度电控位移台，放置于主望远镜的一次焦面，使用视场光阑控制编码宽度，精确移动实现对面视场三维光谱图像信号的全采样，使用视场补偿镜消除编码过程中的运动模糊，通过数据处理实现空谱三维数据立方体的获取。本发明作为一种典型的计算成像方法，不存在信息丢失的问题，并且具有高通量的特点，特别适用于弱光下或者受限于积分时间的快速曝光成像场景，可搭载于卫星、飞机等具有稳定运动特性的平台开展高光谱遥感应用。
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公开(公告)号：CN112284687B
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202010992382.6
申请日：2020-09-21
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开一种适用于深空探测成像光谱仪的成像模拟系统和方法，本发明系统包括低温箱、透光窗口、摆镜、反射镜、步进电机、低温箱控制器、低温箱数据和控制线，步进电机控制器，步进电机数据和控制线。该系统通过步骤(1)确定成像场景，安置成像光谱仪，连接各组件之间的数据和控制线；(2)确定低温箱的温度控制曲线；(3)确定摆镜的转动速度曲线；(4)高光谱数据采集和三维模型数据采集；(5高光谱数据辐射定标和几何校正；(6)根据所获取的辐射亮度图像，从图像和三维模型数据中选择验证点评价模拟成像环境下辐射和几何畸变。本发明的成像模拟系统和方法可用于成像光谱仪研制和发射前的成像质量评价。
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公开(公告)号：CN112284537A
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN202010966364.0
申请日：2020-09-15
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种推扫式高光谱成像仪光谱弯曲和梯形畸变检测方法，该方法步骤如下：(1)制作适用于光谱弯曲检测和梯形畸变检测的参考靶标；(2)暗背景数据测量；(3)光谱弯曲检测靶标成像数据测量；(4)梯形畸变检测靶标成像数据测量；(5)成像数据处理；(6)时间维方向平均；(7)光谱弯曲计算；(8)梯形畸变计算。本发明的以推扫式高光谱成像仪的光谱弯曲和梯形畸变的产生机理为基础，以参考靶标测量的方式，通过一定数据处理获取了高光谱成像仪全幅的光谱弯曲和梯形畸变，在保证测量精度的同时，提高了工作效率。
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公开(公告)号：CN111562006A
公开(公告)日：2020-08-21
申请号：CN202010440804.9
申请日：2020-05-22
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种红外面场光谱仪光学系统及设计方法，由视场光栏、准直镜、棱镜组、会聚镜和滤光片组成。光学系统为透射式，来自物方的光线从视场光栏出发，经过准直镜准直，再经过棱镜组色散，经过会聚镜会聚，再经滤光片后到达像面。视场光栏一侧表面刻有根据孔径编码算法设计的二维掩膜图案，色散元件为棱镜组。采用整体综合优化方法进行光学系统设计，确保光谱仪的像质、光谱畸变的同时，能有效减少光学元件数量，增大面区域视场。本发明的优点是：面视场大、像质优、光学效率高、光谱畸变低、光谱线性良好、结构简单紧凑，可用作大面场计算成像光谱仪的分光系统。
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公开(公告)号：CN110879104A
公开(公告)日：2020-03-13
申请号：CN201911093496.0
申请日：2019-11-11
申请人： 中国科学院上海技术物理研究所
摘要： 本发明公开了一种长狭缝光谱仪光学系统，由视场光栏、折反镜组、偏轴透镜、光栅和滤光片组成，其中折反镜组有一片正透镜和一片内反射负透镜组成。光学系统为折反射式，来自物方的光线从视场光栏出发，经折反镜组内反射后再经折反镜组透射至偏轴透镜达到光栅，经其衍射后再经过偏轴透镜至折反镜组内反射及透射后出射至滤光片，到达像面。折反镜组被光线四次经过，有利于压缩系统体积，实现基于平面光栅分光的长狭缝紧凑结构和低畸变设计，偏轴透镜有利于进一步校正光谱畸变。本发明的优点是：成本相对曲面光栅较低，能适应长狭缝设计需求，像差校正能力强，畸变低，结构紧凑。
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