面向光信息与能量同步传输的接收电路研究

1

作者 涂俊轩 樊庭冰 +4 位作者 倪慧琳 庄济舟 曹国洋 吴绍龙 李孝峰 《光通信研究》 北大核心 2025年第2期20-25,共6页

【目的】在光信息与能量同步传输(SLIPT)系统中,能量采集(EH)与信息传输(IT)两种功能相互制约,为了使SLIPT系统更高效地工作,需要对两者进行调控。【方法】文章首先测试了目前SLIPT系统中常用的接收电路,并依据测试结果对接收电路进行... 【目的】在光信息与能量同步传输(SLIPT)系统中,能量采集(EH)与信息传输(IT)两种功能相互制约,为了使SLIPT系统更高效地工作,需要对两者进行调控。【方法】文章首先测试了目前SLIPT系统中常用的接收电路,并依据测试结果对接收电路进行了优化。文章所设计的接收电路由解耦合电路、EH电路和信号处理电路3个电路组成,其中,解耦合电路由能量采集支路(EHB)、电流调控支路(CRB)和信息传输支路(ITB)3条支路组成,用于分离和调控光/电转换器件输出电流;EH电路由升压、能量管理和稳压电路组成,用于能量的采集管理和输出;信号处理电路由两级低通同相放大和阈值比较电路组成,用于信号的滤波放大和整形。然后,将接收电路应用于以发光二极管(LED)和光伏电池(PV)为光/电转换器件及以单片机为处理器的SLIPT系统中,文章归纳了EH和IT两个功能之间的制约关系和调控方式。【结果】测试结果表明,基于文章设计的电路,SLIPT系统能在EH、IT和信息与能量同时传输模式之间切换,通过调节接收电路的参数能够调控PV输出电流分配,从而调控输入到EHB的功率和ITB的信干比(SIR),进而实现能量的高效采集和信息的稳定传输,对应的能量存储功率和通信速率可由解耦合电路均衡与调控。【结论】接收电路能在无外加电源的情况下工作,同时具备最大功率点追踪、低功耗和工作模式可调等特点。 展开更多

关键词 光信息与能量同步传输 光伏电池 能量采集 信息传输 电路设计

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光学元件检测技术的研究 被引量：11

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作者 余景池 孙侠菲 +1 位作者 郭培基 丁泽钊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期15-18,共4页

介绍了光学非球面加工精磨阶段和抛光阶段的检测技术、柱面镜面形的测量方法、超高精度球面面形的测量方法和光学元件参数的高精度测量技术。

关键词 光学元件 非球面 面形测量

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稀疏孔径光学系统模拟实验研究 被引量：1

3

作者 吴泉英 钱霖 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期33-34,共2页

分析Golay3稀疏孔径结构及其调制传递函数分布,介绍模拟实验平台构建的思路和实验装置的参数。给出全孔径和Golay3稀疏孔径两种光瞳的模拟实验像,以及进行维纳滤波图像处理,并与计算机模拟成像结果进行比较。结果表明模拟实验与计算机... 分析Golay3稀疏孔径结构及其调制传递函数分布,介绍模拟实验平台构建的思路和实验装置的参数。给出全孔径和Golay3稀疏孔径两种光瞳的模拟实验像,以及进行维纳滤波图像处理,并与计算机模拟成像结果进行比较。结果表明模拟实验与计算机模拟成像一致,验证了稀疏孔径光学系统成像理论和维纳滤波技术应用于稀疏孔径光学系统图像复原的有效性。 展开更多

关键词 空间遥感 稀疏孔径 模拟实验

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通过扩展编程模拟星敏感器光学系统成像方法的研究

4

作者 吴峰 沈为民 +2 位作者 朱锡芳 陈宇恒 许清泉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1561-1567,共7页

星图是星敏感器技术研究中不可或缺的重要数据,利用计算机进行星图模拟成为一种获取星图的捷径。提出一种通过扩展编程,模拟星敏感器光学系统成像过程,获取星图的方法,建立星图模拟系统。首先,在分析光学系统成像模拟基本原理的基础上,... 星图是星敏感器技术研究中不可或缺的重要数据,利用计算机进行星图模拟成为一种获取星图的捷径。提出一种通过扩展编程,模拟星敏感器光学系统成像过程,获取星图的方法,建立星图模拟系统。首先,在分析光学系统成像模拟基本原理的基础上,讨论利用软件接口,通过扩展编程实现模拟成像的必要性。然后,详细介绍成像模拟、增加噪声和伪星、存储和输出星图等步骤的实现方法,以及扩展编程方法的具体运用。最后给出星图模拟系统的设计结果,并针对给定的光学系统,给出实例,验证模拟方法。结果表明模拟方法正确,操作简便,程序设计工作量少,星图模拟系统人机交互性强,功能多样,提供的数据丰富多样,对于促进星敏感器技术研究具有重要意义。 展开更多

关键词 星敏感器 成像模拟 扩展编程 观测星提取

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光学玻璃光学均匀性的绝对测量技术 被引量：14

5

作者 郭培基 余景池 +1 位作者 丁泽钊 孙侠菲 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期26-27,共2页

光学玻璃的光学均匀性的测量是制造高质量光学玻璃的保证 ,本文详细介绍了三种用于测量光学玻璃光学均匀性的绝对测量方法 ,并利用其中的一种方法研制了一台高精度光学玻璃材料光学均匀性测量仪 ,实验结果表明其对 40mm左右厚光学玻璃... 光学玻璃的光学均匀性的测量是制造高质量光学玻璃的保证 ,本文详细介绍了三种用于测量光学玻璃光学均匀性的绝对测量方法 ,并利用其中的一种方法研制了一台高精度光学玻璃材料光学均匀性测量仪 ,实验结果表明其对 40mm左右厚光学玻璃材料的光学均匀性检测精度可达 1× 10 - 6 。 展开更多

关键词 光学玻璃 绝对测量方法 光学均匀性测量仪 干涉检测 检测丰青度

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液体喷射抛光技术研究 被引量：19

6

作者 郭培基 方慧 余景池 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期25-27,共3页

液体喷射抛光(FJP)技术是近几年提出的一种新型光学抛光工艺,本文简介了这种抛光技术的原理,介绍了我们的研究结果,其中包括在抛光机理方面提出抛光液中磨料粒子的径向流动对工件产生的径向磨削剪切作用是材料去除的关键;建立了较完善... 液体喷射抛光(FJP)技术是近几年提出的一种新型光学抛光工艺,本文简介了这种抛光技术的原理,介绍了我们的研究结果,其中包括在抛光机理方面提出抛光液中磨料粒子的径向流动对工件产生的径向磨削剪切作用是材料去除的关键;建立了较完善的描述FJP过程的数学模型;提出了获得较理想工作函数的方法;得到了求解时间驻留函数的一种算法;另外还研究了不同FJP溶液及一些工艺参数对样品表面粗糙度的影响、被抛光材料特性对材料去除率及表面粗糙度的影响等。结合这些研究建立了一套非球面数控液体喷射抛光设备和相关工艺,并利用其对实际非球面做了数控抛光实验,最后得到其截面的误差优于0.15μmPV,表面粗糙度Ra达到2.25nm,实验结果表明此技术可用于非球面的数控抛光。 展开更多

关键词 液体喷射 抛光 去除机理 数学模型

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高精度光学玻璃光学均匀性测量仪研制 被引量：7

7

作者 郭培基 余景池 +1 位作者 丁泽钊 孙侠菲 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期36-37,共2页

围绕研制大口径高精度光学玻璃材料光学均匀性测量仪 ,简要介绍一种光学玻璃光学均匀性的绝对测量原理及其优点 ,介绍了系统组成、数据处理方法与流程 ,给出了与Zygo干涉仪的对比测量结果 ,结果表明其对大于 3 0mm厚光学玻璃材料的光学... 围绕研制大口径高精度光学玻璃材料光学均匀性测量仪 ,简要介绍一种光学玻璃光学均匀性的绝对测量原理及其优点 ,介绍了系统组成、数据处理方法与流程 ,给出了与Zygo干涉仪的对比测量结果 ,结果表明其对大于 3 0mm厚光学玻璃材料的光学均匀性检测精度可达 1×10 - 6 。 展开更多

关键词 光学玻璃 光学均匀性 测量仪 检测精度

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宽波段DMD动态红外景象仿真器投影光学系统设计 被引量：9

8

作者 党东妮 季轶群 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期1017-1021,共5页

宽波段红外景象仿真器可用于内场评价和验证中波/长波红外双波段成像仪。详细介绍了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外景象仿真器的组成和工作原理。重点介绍了覆盖中波和长波红外的宽波段红外投影光学系统的指标要求、设计思想和设计结... 宽波段红外景象仿真器可用于内场评价和验证中波/长波红外双波段成像仪。详细介绍了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外景象仿真器的组成和工作原理。重点介绍了覆盖中波和长波红外的宽波段红外投影光学系统的指标要求、设计思想和设计结果。基于离轴三反射镜系统设计的系统,具有无色差、适用波段宽、相对孔径大、结构较紧凑、成像质量好等优点。根据待测设备要求,设计了一款口径100、相对孔径F/2.84、全面视场角4.4°、成像质量接近于衍射极限的宽波段投影光学系统。 展开更多

关键词 数字微镜器件 红外 双波段 投影光学系统 离轴三反射镜系统

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中波和长波红外双波段消热差光学系统设计 被引量：17

9

作者 张春艳 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1323-1328,共6页

为了有效提高目标的红外探测与识别能力,设计了能同时对高温和常温目标成像的中波和长波红外双波段消热差光学系统。所设计的光学系统采用柯克型结构,视场、有效焦距和相对孔径分别为5.5°×4.4°、100 mm和F/2,工作波段覆... 为了有效提高目标的红外探测与识别能力,设计了能同时对高温和常温目标成像的中波和长波红外双波段消热差光学系统。所设计的光学系统采用柯克型结构,视场、有效焦距和相对孔径分别为5.5°×4.4°、100 mm和F/2,工作波段覆盖中波红外(波长3～5μm)和长波红外(8～12μm)。通过采用光学被动消热差方法,优化设计的镜头可工作于-60～80℃的环境温度,奈奎斯特频率处的调制传递函数(MTF)值变化小于0.05。该镜头使用Ge、ZnSe和ZnS 3种红外材料,具有后工作距大、100%冷光阑效率等特点。 展开更多

关键词 红外双波段 消热差 柯克型结构

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超轻超薄反射镜制造过程中的变形控制研究 被引量：6

10

作者 黄启泰 郭培基 余景池 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期128-133,共6页

针对超轻超薄反射镜(超薄镜)径厚比大、自身刚度小、单独加工难度大的问题,采用基底支撑方式对超薄镜进行加工。我们研究了在加工过程中粘接、温度、应力等因素所导致的超薄镜变形的控制手段并对变形控制效果提出了评判方法。通过195mm... 针对超轻超薄反射镜(超薄镜)径厚比大、自身刚度小、单独加工难度大的问题,采用基底支撑方式对超薄镜进行加工。我们研究了在加工过程中粘接、温度、应力等因素所导致的超薄镜变形的控制手段并对变形控制效果提出了评判方法。通过195mm口径超薄镜工艺实验对控制变形的工艺进行改进,用改进后的加工工艺进行了340mm口径的超薄镜制造,得到了比较理想的面形,下盘后PV值5.74λ,RMS值1.02λ(λ=632.8nm)。这表明在超薄镜制造过程中变形控制的技术方案可行,工艺改进方向正确。同时,实验结果表明,超薄镜制造过程中的变形最终表现为镜面出现非重力因素引起的像散。 展开更多

关键词 空间光学 超薄镜 加工工艺 变形控制

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同轴微波/红外双模天线的光学设计 被引量：2

11

作者 陆强 沈为民 +2 位作者 潘君骅 孟洪福 窦文斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2229-2232,共4页

设计了一种新型同轴共孔径微波/红外双模天线,具有探测精度高、体积小、质量轻、成本低等特点,大大提高制导系统的精确定位能力,目标识别能力,全天后能力以及抗干扰能力。采用卡塞格林型式的折反系统,副镜上采用菲涅耳面分离微波和红外... 设计了一种新型同轴共孔径微波/红外双模天线,具有探测精度高、体积小、质量轻、成本低等特点,大大提高制导系统的精确定位能力,目标识别能力,全天后能力以及抗干扰能力。采用卡塞格林型式的折反系统,副镜上采用菲涅耳面分离微波和红外波段,在保证微波沿光轴传播的同时,使红外波段聚焦于视场中心,最终分别被微波和红外接收机接收。该双模天线系统的焦距为180mm,全视场角为1.5°,主镜的口径为150mm,中心视场处空间分辨率高于0.48mrad,满足实际使用要求。 展开更多

关键词 微波/红外双模 同轴 共孔径 菲涅耳面 光学设计

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莫尔偏折技术用于测量镜片屈光度的研究 被引量：4

12

作者 王勤 余景池 +1 位作者 陈浩 王媛媛 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期74-79,118,共7页

本文从莫尔偏折技术的基本原理出发,结合镜片屈光度的概念,分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系。两种方法推算结果是一致的,即:镜片的屈光度与透... 本文从莫尔偏折技术的基本原理出发,结合镜片屈光度的概念,分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系。两种方法推算结果是一致的,即:镜片的屈光度与透过镜片后产生的莫尔条纹的倾角的正切成正比。对影响镜片屈光度测量误差的几个参量进行了讨论,理论分析表明,选用合适的光栅周期,设定合理的两光栅间夹角,莫尔偏折技术用于测量低屈光度及中高屈光度的镜片具有很高的测量精度。最后给出了测量单光镜片、非球面镜片和渐进多焦点镜片的莫尔条纹图,并进行了分析讨论。 展开更多

关键词 莫尔条纹 泰伯效应 屈光度 测量 渐进多焦点镜片

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采用扩展外部编程方法优化设计APS星敏感器光学系统 被引量：2

13

作者 吴峰 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期506-511,共6页

星敏感器是目前精度最高的姿态测量仪器,光学系统是其重要的组成部分。首先介绍星敏感器的工作原理,讨论星图识别过程中星像位置提取算法和星图识别算法,剖析光学系统的像差校正、成像特性要求。基于特殊的像质要求,兼顾优化速度,提出运... 星敏感器是目前精度最高的姿态测量仪器,光学系统是其重要的组成部分。首先介绍星敏感器的工作原理,讨论星图识别过程中星像位置提取算法和星图识别算法,剖析光学系统的像差校正、成像特性要求。基于特殊的像质要求,兼顾优化速度,提出运用ZEMAX扩展外部编程以约束光线的优化设计方案。通过编写外部约束条件程序,使用动态数据交换技术实现外部程序和ZEMAX软件的通信,达到星敏感器光学系统的优化设计的目的。然后针对设计指标焦距f=43.56mm,入瞳直径D=27.3mm,全视场角为20°的APS星敏感器光学系统,采用该方案优化设计。得到的星敏感器光学系统,所有光学面都是球面,材料选用普通玻璃,具有像方远心的特点,系统成像质量满足星图识别要求。仿真表明:运用ZEMAX扩展外部编程优化设计星敏感器光学系统的方案快速有效。 展开更多

关键词 光学设计 像差校正 动态数据交换 ZEMAX扩展 星敏感器

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轻小型高分辨空间光学系统的参数选取和设计 被引量：2

14

作者 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z2期38-,共1页

光学系统的大小决定着空间相机的体积重量及制造和发射成本,随着用户对分辨率等要求的不断提高,以及空间竞争的日益激烈,对轻小型长焦距空间光学系统的研究显得极为迫切。光学系统重量体积轻小和长焦距是一对矛盾的要求,一般来说,焦距越... 光学系统的大小决定着空间相机的体积重量及制造和发射成本,随着用户对分辨率等要求的不断提高,以及空间竞争的日益激烈,对轻小型长焦距空间光学系统的研究显得极为迫切。光学系统重量体积轻小和长焦距是一对矛盾的要求,一般来说,焦距越长,分辨率越高,但光学系统的口径、重量、体积也将越大,甚至于超出目前的运载能力.因此,如何合理地选择光学系统的参数,已成为设计和研制高性能空间相机的关键之一.探讨轻小型高分辨率空间遥感光学系统视场、焦距、口径等基本参数的选取,重点从基于调制传递函数的判据,给出确定光学系统口径的方法.指出口径参数完全由空间相机地面分辨率要求和轨道高度决定.作为例子,设计得到了适用于轻小型高分辨率空间遥相机的长焦距光学系统,它由三块同轴二次非球面反射镜组成,其光学长度不到焦距十分之一、性能接近理论极限。 展开更多

关键词 空间光学 设计 高分辨率 轻小型 参数分析

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基于电流矢量恒幅均匀旋转的步进电机细分控制及光学检测技术 被引量：5

15

作者 董健 张耀明 +1 位作者 邹丽新 雷凯 《电子工程师》 2003年第6期25-27,共3页

在步进电机细分驱动系统中采用基于电流矢量恒幅均匀旋转的方法实现细分微步驱动技术 ,具有结构简化、细分精度高等特点。介绍了基于电流矢量恒幅均匀旋转细分的基本原理 ,以及细分驱动控制电路。给出了细分后的结果数据。提出了采用光... 在步进电机细分驱动系统中采用基于电流矢量恒幅均匀旋转的方法实现细分微步驱动技术 ,具有结构简化、细分精度高等特点。介绍了基于电流矢量恒幅均匀旋转细分的基本原理 ,以及细分驱动控制电路。给出了细分后的结果数据。提出了采用光学自准方法检测细分步距误差的方法。 展开更多

关键词 步进电机 光学检测 细分控制 电流失量恒幅均匀旋转 细分驱动

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结构型式对折射式光学系统二级光谱的影响 被引量：2

16

作者 刘琳 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期28-29,共2页

二级光谱是制约长焦距折射式光学系统成像质量提高的一个重要因素。在使用普通玻璃的情况下,选用不同的结构型式对折射式光学系统的二级光谱数量是有一定影响的。本文着重分析比较了双胶合、远距、匹兹伐结构等折射式系统的二级光谱,给... 二级光谱是制约长焦距折射式光学系统成像质量提高的一个重要因素。在使用普通玻璃的情况下,选用不同的结构型式对折射式光学系统的二级光谱数量是有一定影响的。本文着重分析比较了双胶合、远距、匹兹伐结构等折射式系统的二级光谱,给出了在焦距、相对孔径、视场角相同并且选用相同玻璃条件下三种不同结构的设计实例,设计结果表明三种结构的二级光谱与理论分析是一致的。 展开更多

关键词 二级光谱 折射式系统 光学设计

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隐形条形码及其识读器的实用性研究

17

作者 周望 叶燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z4期488-492,共5页

文章阐述了条形码的基本组成结构以及当前应用的现状,提出了一种隐形条形码的设计思想.这种特殊的条形码采用了一种含有双光子上转换材料油墨采印刷此类条形码,并为此设计了与该技术相配套的条码识读装置.隐形条形码技术具有较先进防伪... 文章阐述了条形码的基本组成结构以及当前应用的现状,提出了一种隐形条形码的设计思想.这种特殊的条形码采用了一种含有双光子上转换材料油墨采印刷此类条形码,并为此设计了与该技术相配套的条码识读装置.隐形条形码技术具有较先进防伪功能,期望隐形条形码技术的防伪功能的应用会出现广阔的应用前景和显著的社会效益. 展开更多

关键词 隐形条形码 上转换材料 红外激光二极管 防伪

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全息校正望远镜主镜像差的实验研究

18

作者 朱爱敏 唐敏学 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期28-29,共2页

在全息技术校正望远镜主镜像差原理的基础上,采用平行光记录和平行光再现的方法,建立了口径200mm玻璃基底球面反射镜像差校正的实验装置,进行全息校正实验研究。通过测量像差校正前反射镜面形误差、记录校正后再现参考光束与原参考光束... 在全息技术校正望远镜主镜像差原理的基础上,采用平行光记录和平行光再现的方法,建立了口径200mm玻璃基底球面反射镜像差校正的实验装置,进行全息校正实验研究。通过测量像差校正前反射镜面形误差、记录校正后再现参考光束与原参考光束干涉图、比较像差校正前后光学系统焦点尺寸大小以及分辨率板成像结果,实验验证了全息技术校正望远镜主镜像差的方法和技术的可行性。 展开更多

关键词 全息技术 望远镜主镜 面形误差 像差校正

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基于光栅衍射原理的星阵码光存储研究

19

作者 周望 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期963-966,共4页

文章提出了一种基于光栅衍射原理的光存储方法。这种光存储包含信息编码、光栅元阵列形成及解码过程。结合实例,介绍了基于硬件和无需硬件的两种星阵码识别方法,揭示了星阵码的光存储应用前景。

关键词 星阵码 光栅元 码识别

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机载红外推扫成像光谱仪光学设计 被引量：4

20

作者 刘子寒 季轶群 +2 位作者 石荣宝 陈宇恒 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2941-2946,共6页

红外成像光谱仪适用于火山活动探测、森林火灾监测、城市化影响分析、地球表面研究及军事伪装识别等方面。文中基于Dyson中继系统，设计使用波长范围为7.5~10μm的长波红外成像光谱仪，采用凹面衍射光栅分光，系统F数达到1.2，视场角18&... 红外成像光谱仪适用于火山活动探测、森林火灾监测、城市化影响分析、地球表面研究及军事伪装识别等方面。文中基于Dyson中继系统，设计使用波长范围为7.5~10μm的长波红外成像光谱仪，采用凹面衍射光栅分光，系统F数达到1.2，视场角18°，空间分辨率为1 mrad，光谱分辨率为50 nm，NETD小于0.3 K,调制传递函数接近衍射极限，光学系统体积为72 mm×39 mm×39 mm。该系统具有集光本领强、固有像差小、结构紧凑等优点。对其杂散热辐射分析表明，采用实入瞳作为冷光栏和整体制冷的方法，能有效地抑制光机系统自身的热辐射。 展开更多

关键词 成像光谱仪 同心系统 凹面光栅 光学设计

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