新型宽视场干涉光谱成像仪的光学设计与性能分析

"宽视场干涉光谱成像仪技术研究" 本文主要探讨了针对海洋光谱成像技术所提出的新型宽视场干涉光谱成像仪的设计与实现。作者团队在研究中重点关注了设备的宽视场（FOV）、大幅宽和高通量需求，以适应海洋环境下的光谱观测。 首先，文章介绍了像平面干涉技术的原理，这是一种利用光的干涉现象来获取光谱信息的技术。在像平面干涉中，入射光经过光学系统后，在像平面上形成干涉条纹，这些条纹包含了光波的相位信息，从而可以解码出光的频谱特性。作者提出了一个适合宽视场成像的干涉方案，并推导出了系统的光程差公式，这是计算和理解干涉图像的基础。 接着，文章详细制定了该干涉光谱成像仪的参数指标，包括视场角、幅宽、F数、焦距以及工作波段等。光学系统采用了双高斯结构的前置镜和Dyson结构的中继镜，以实现所需的光学性能。视场设定为35.5度，这意味着仪器能够覆盖较大的观察区域；幅宽达到320公里，适合对广阔海洋区域的监测；F数为4，意味着系统具有良好的汇聚性能；焦距设定为100毫米，确保了光路设计的紧凑性。此外，系统在400至900纳米的光谱范围内，平均信噪比（SNR）大于100，这意味着在这一波段内，信号的强度远大于噪声，可以获取高质量的光谱数据。在奈奎斯特空间频率为32lp/mm时，调制传递函数（MTF）大于0.5，这表明图像的分辨率和细节保真度较高，满足了高清晰度的要求。 关键词涵盖了光学设计、干涉光谱成像技术、海洋光谱、像平面干涉技术以及宽视场，显示了该研究的多学科交叉性质。文章的中图分类号TH744归属光学技术领域，文献标识码A则表示这是一篇原创性的科研论文。 通过doi:10.3788/AOS201636.0130001，读者可以找到这篇发表在《光学学报》2016年第1期第36卷中的原始文献，进一步深入学习宽视场干涉光谱成像仪的详细设计和实验结果。这项研究对于海洋环境监测、遥感技术以及光谱分析等领域具有重要的理论和应用价值。