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基于LASIS的高分辨高光谱成像仪光学系统设计及杂光分析

李研  
【摘要】: 光谱成像是一种将光谱分析技术与图像处理技术相结合的技术,是近年来的研究热点,已成功地应用于航空航天遥感和军事侦察领域以及农业、灾害监测等方面。高光谱成像仪能够在连续谱段上对同一目标成像,可直接反映出被观测物体的光谱特征,甚至物体表面物质的成分。 本文在分析了干涉式光谱成像仪原理的基础上,结合一种基于LASIS的高光谱成像仪展开研究,主要研究内容包括: 1.为高光谱成像仪设计一套光学系统。首先,根据高光谱成像仪前置镜长焦距、小视场、宽谱段的指标,提出3种基本光学系统,通过比较确定R-C型式的反射结构为前置镜的基本结构型式。结合像差理论确定R-C系统的初始结构,并引入校正板获得最终优化结果。接下来,设计高光谱成像仪的准直镜和成像镜,通过更换玻璃,降低二级光谱色差。最后,根据高光谱成像仪光学系统的要求,设计一种Sagnac横向剪切干涉仪。推导了干涉仪剪切量和错位量的计算方法,并用作图法确定Sagnac干涉仪几何尺寸,整套光学系统成像质量佳。 2.对高光谱成像仪的系统结构进行杂散光分析。首先结合高光谱成像仪进行消杂光设计,为R-C前置镜设计了遮光罩和挡光环。然后根据杂光分析的一般步骤,用杂光分析软件TracePro进行光机系统建模,计算了0.5~40°不同离轴角度的点源透过率。像面照度的分析结果表明,该系统满足杂光抑制指标。


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