AOTF光譜相機前置變焦光學系統設計

趙 昭，安志勇，高鐸瑞，2，王勁松，蔡紅星，鐘劉軍

（1.長春理工大學 光電工程學院，吉林 長春130022；2.長春理工大學 空間光電技術研究所，吉林 長春130022；3.長春理工大學 理學院，吉林 長春130022）

引言

多光譜成像技術就是在一些很窄的光譜波段內成像，反映物體在不同光譜帶內的特性，從這些光譜圖像中區分目標與背景。多光譜成像技術包含多光譜圖像數據空間、輻射、光譜和時間等4重信息，能夠分析目標位置和形狀空間的幾何特征、目標與背景光譜亮度差別的輻射特征，以及表面材料的光譜特征等重要信息［1］。

近年來，聲光可調諧濾波器（AOTF）的迅速發展使得快速簡單的光譜成像成為可能，將AOTF用于多光譜成像系統中，能有目的地設定工作的光譜波段，可以通過快速實時地選擇光譜波長獲取目標的多光譜圖像。隨著AOTF光譜相機的發展和其應用越來越廣泛，對其光學系統的要求越來越高。高分辨率、高倍率連續變焦的光學系統是發展的必然趨勢。高分辨率意味著長焦距，可實現對超遠距離目標進行觀察和識別；高倍率意味著大變倍比，可實現對微小目標的大倍率放大；連續變焦意味著可以實現對目標的連續探測、跟蹤、識別與瞄準，不會在倍率變化時丟失目標，尤其對高速運動物體非常有利。

本文根據所研制光譜相機的技術指標和性能要求，設計了可用做AOTF光譜相機前置系統的連續變焦光學系統，采用了機械補償的正補償方式，計算了初始結構，并在Zemax軟件中進行設計，最后給出優化結果，像差分析和像質評價。……