紧凑式多光谱成像系统设计和优化

罗朝; 梁海锋; 蔡长龙; 张颖莉; 焦新光

doi:10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.02.003

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紧凑式多光谱成像系统设计和优化

光学器件及系统设计 | 更新时间：2025-09-01

- 紧凑式多光谱成像系统设计和优化
- Design and optimization of compact multispectral imaging system
- 光学技术 2023年49卷第2期页码：143-149
- 作者机构：
  
  1:西安工业大学光电工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  陕西省重点研发计划(产业创新链项目)(2021ZDLGY12-05)
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.02.003
  中图分类号： TP391.41
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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罗朝, 梁海锋, 蔡长龙, 等. 紧凑式多光谱成像系统设计和优化[J]. 光学技术, 2023,49(2):143-149.

Design and optimization of compact multispectral imaging system[J]. 2023, 49(2): 143-149.
罗朝, 梁海锋, 蔡长龙, 等. 紧凑式多光谱成像系统设计和优化[J]. 光学技术, 2023,49(2):143-149. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.02.003.

Design and optimization of compact multispectral imaging system[J]. 2023, 49(2): 143-149. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.02.003.

摘要

针对快照式多光谱系统存在体积大、光路复杂的问题，从孔径分割多光谱成像系统模型出发，设计出由复合前置光学元件、阵列孔径光阑、微透镜阵列、阵列滤光片和图像传感器组成的紧凑式多光谱成像系统，总体尺寸优于12.4×8×8(mm)~3。利用阵列孔径光阑克服了垂轴色差大、视场小和光能利用率低的问题。系统在480～650nm波长范围内视场角20°、F/#0.4、焦距2.5mm、总长12.4mm、单通道MTF在153lp/mm大于0.35、畸变小于0.23%。与现有技术对比，该系统兼顾了像素分辨率、光谱分辨率和时间分辨率，实现了单通道500×400的像素分辨率和6.8nm的光谱分辨率。与计算重构成像系统相比，其直接成像的方式确保了系统的高时间分辨率；且具备小型化、轻量化和低成本的特点。

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