1 中国科学院西安光学精密机械研究所 空间光学技术研究室,西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京100039
3 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
基于浸入式光栅与普通光栅的特性差异,推导了浸入式光栅的光栅方程,研究了浸入式介质吸收对单缝衍射和多光束干涉强度分布的影响,得到经修正的单缝衍射因子和多光束干涉因子,推导出存在介质吸收情况下的光强分布公式.分析结果表明: 该公式更具有普适性,单缝衍射强度分布公式、多缝衍射强度分布公式以及平行平板多光束干涉强度分布公式均为该修正公式的特殊情况.
光学设计 光谱仪 理论分析 浸入式光栅 光栅方程 介质吸收 光强分布 Optical design Spectrometer Theoretical analysis Immersion grating Grating equation Medium absorption Intensity distribution 光子学报
2014, 43(11): 1105002
中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
设计了一个无运动部件、结构紧凑并实现两档焦距的折反射混合式空间光学系统。长、短焦前组共用一个Ritchey-Chrétien(R-C)反射系统，使用分光棱镜对光路分光，由两路后组透射系统对前组进行缩放实现两档焦距。长焦焦距为4700 mm，F数为13.4，短焦焦距为2350 mm，F数为6.7。在光机设计上，还考虑了对温度变化敏感的间隔使用热膨胀系数小的材料；为了减小反射镜面形变化，采用了热性能好的材料作为反射镜基底，并对相机在空间环境下温度变化在(19±3) ℃范围内进行了像质分析，设计结果能满足使用要求。
光学设计 空间遥感 两档焦距 分光器 温度影响
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710119
2 中国科学院研究生院,北京100049
以嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪为例,介绍了Sagnac干涉仪的设计思想,共光路及横向剪切原理、剪切量的计算方法以及干涉仪分束面上分束区与透射区的设计.该Sagnac横向剪切干涉仪作为嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪的核心部件,经检测与在轨运行,表明设计正确,经受了包括月食低温在内的各种恶劣的航天环境的考验,获得了大量清晰的月表多光谱图像.
成像光谱仪 Sagnac干涉仪 嫦娥一号 Imaging Spectrometer Sagnac Interferometer Chang′e-1
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
设计了一种宽谱段前置光孔远心光学系统，其孔径光阑位于透镜组的焦面上，该设计集宽谱段自动复消色差、长工作距、前置光孔及远心等特点于一体. 讨论了这样一种特殊光组的设计. 选用国产牌号的光学玻璃配对，价格低廉且在校正色差后，自动校正宽谱段二级光谱，并实现了透镜组两侧同时具有长工作距. 设计结果表明，光学系统的残余二级光谱很容易控制在千分之一焦距以内，波面平行差小于0.000 22弧度.
光学设计 宽谱段 傅氏光学系统 干涉光谱 Lunar exploration Chang′e-1 satellite CCD stereo camera Imaging interferometer spectrometer On-orbit imaging quality
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710119
2 中国科学院研究生院,北京100049
介绍了我国首次绕月探测嫦娥一号卫星的主载荷CCD立体相机与干涉成像光谱仪的原理、设计思想、技术措施与特色、设计结果以及在轨图像质量评估与检测. CCD立体相机采用一个广角物镜加一块面阵CCD的独特技术方案，从而使立体相机具有结构紧凑、小型轻量、配准精度高、航天环境适应性强等优点. 4种曝光时间与4种电子学增益共16组合，可以实现同轨不同纬度的曝光量调整. 干涉成像光谱仪采用了大比尺缩小的图像传递、2×2像元合并、矩形孔径光阑、2种曝光时间与3种电子学增益共6种组合的在轨曝光量调整等技术措施. 在轨运行表明，各项技术措施有效，达到了预期目标.
月球探测 嫦娥一号 CCD立体相机 干涉成像光谱仪 在轨图像质量 Lunar exploration Chang′e-1 satellite CCD stereo camera Imaging interferometer spectrometer On-orbit imaging quality
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
介绍了一种用于航天立体摄影的大视场准远心光学系统,其光组结构形式为复杂化的双高斯型.主要光学参量为f'=23.3 mm;2w=37.8°;F/数=F/5;MTF均值达到0.8时,对应的空间分辨率大于36 lp/mm;光谱适应范围为0.5～0.75 μm.在实验室进行了模拟推扫,合成了三维立体图像.模拟试验结果表明该光学系统满足航天立体摄影的要求.
光学设计 立体成像 模拟试验
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
2 中国科学院研究生院，北京 100039
根据干涉成像光谱仪光谱分辨率对角向差的要求，通过对实体Sagnac干涉仪结构和光路进行分析，从三个相互垂直的方向出发，研究了光谱分辨率和棱镜角公差之间存在的关系；并推导了满足光谱仪光谱分辨率要求的实体Sagnac干涉棱镜的角公差公式；用实例说明了关系式的应用方法，如果不考虑棱镜变形引起的色散及棱镜的面型误差和付氏镜的残余像差的影响，而只考虑棱镜的角误差对光谱分辨率的影响，则通常情况下干涉棱镜的角公差要求较严，约20″以内．
成像光谱 干涉仪 光谱分辨率 角公差 Imaging spectrometer Interferometer Spectral resolution Angle deviation
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
介绍了宽谱段傅里叶变换镜头中光学玻璃的折射率、色散变化对系统的成像质量的影响.推导了折射率、色散变化量所引起的光学系统二级光谱的变化量公式.重点讨论了在宽谱段光学系统中,光学玻璃在折射率、色散上的变化量,所造成的胶合薄透镜的二级光谱的变化量.其系数在本文例中达0.28,相当于变化量占理论二级光谱余量的28%,因此在宽谱段系统中的二级光谱余量的变化量不应该被忽略.实例表明光学玻璃的折射率、色散变化量对宽谱段傅里叶变换镜头的成像质量有显著的影响.此外,还考虑了傅里叶变换透镜的波像差问题,其设计值小于1/10波长,采用最优玻璃对组合,可以保证波像差小于1/10波长,完全满足使用要求.
光学设计 傅里叶变换 二级光谱 折射率 色散 Optical design FT Secondary spectrum The refraction index Dispersion
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 中国科学院研究生院,北??100039
采用一台大面阵CCD和广角摄影物镜的组合,研制成功一种新型的单面阵CCD航天立体摄影测量系统.该系统焦距为23.3 mm;视场角为40°;在空间分辨率为36 lp/mm时,MTF均值达到0.8以上;光谱适应范围为0.5 μm～0.75 μm.和国内外常用的三线阵CCD遥感立体测量相机相比,本系统结构更简单、体积更小,重量更轻,更加适用于航天遥感应用环境.
光学设计 立体相机 准像方远心 面阵CCD Optics design Three-dimensional camera Almost image telecentric
