改进型Offner凸面光栅光谱辐射定标光学系统设计

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改进型Offner凸面光栅光谱辐射定标光学系统设计

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来源：光学学报，发表时间：2020-01-06
作者：徐达   张国玉   孙高飞
单位：长春理工大学光电工程学院   吉林省光电测控仪器工程技术研究中心
摘要：为满足各种谱线下遥感仪器的高精度光谱辐射定标，减小光谱不匹配对空间光学遥感仪器定标系数的影响。针对目前数字可调光源输出能量较低的问题，重点研究了适用于大视场的Offner光谱成像系统。提出一种改进型Offner凸面光栅光谱辐射定标光源光学系统设计方法，基于光线追迹原理，理论推导了Offner型光谱成像结构狭缝和像散的关系，利用双柱面透镜对Offner型光谱成像系统大狭缝下的残余像散进行补偿。使用该方法设计了光谱范围500nm~800nm，狭缝长度为0.4mm的传统Offner光谱成像系统和狭缝长度为8mm改进型Offner光谱成像系统，设计结果表明，改进型Offner光谱成像系统具有良好的成像质量，全视场点列图RMS半径优于8μm；系统沿Y方向RMS半径小于6.5μm，在一个像元尺寸内；谱线弯曲为单像元尺寸6.2%、色畸变为单像元尺寸5.8%，消除了谱线重叠和谱线偏移现象。对提高遥感仪器的光谱辐射定标精度具有一定的研究意义和工程价值。

关键词：光学设计 ；光谱辐射； Offner光 ；消像散； 凸面光栅；