面向小行星探测的可见-红外光谱成像光学系统

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来源：光学学报，发表时间：2020-01-10
作者：杨福臻 陈新华 赵知诚 刘全 沈为民
摘要：小行星探测是人类了解宇宙起源、开发太空资源、维护地球安全的重要途径之一,已成为当前深空探测领域的热点。光谱成像仪可同时获取目标的空间信息和光谱信息,是空间探测任务中的重要光学载荷。本文设计用于小行星探测的宽波段可见-红外Offner型光谱成像光学系统。该系统的工作波段覆盖0.4-2.7μm,其VNIR通道(0.4-1.0μm)和SWIR通道(1.0-2.7μm)的F/#分别为6和3。通过初始结构求解及软件优化,设计完成的光学系统点列图直径小于单个像元尺寸,且在Nyquist频率处的MTF值不小于0.51。为改善系统的光谱响应,满足宽波段成像的需求,系统中的凸面光栅被分成两个具有不同周期的区域,分别工作在VNIR通道和SWIR通道。根据光学设计结果,开展原理样机研制并进行性能测试。测试结果表明,研制得到的光学系统成像质量良好,满足设计指标要求。


关键词：空间探测; 光谱成像仪; 凸面光栅; 光学设计;