红外光谱成像仪光瞳匹配的几种方式

红外光谱成像仪一般由前置光学系统、狭缝以及分光系统构成，其在成像的过程中，由于是二次成像，因此其前置光学系统的出瞳面与分光系统的入瞳面需要进行相应的匹配。本文对红外光谱成像仪光瞳匹配的几种方式做了介绍。

红外光谱成像仪的系统组成：

红外光谱成像仪主要由前置光学系统、狭缝以及分光系统构成，其中前置光学系统对空间目标成像，将目标成像至一次像面处，即狭缝位置处，分光系统将目标成像至狭缝的像色散，并将色散后的图像成像于探测器焦平面处，探测器即可获得空间目标的光谱数据。

由于红外光谱成像仪为二次成像系统，系统存在两个像面、两个光瞳面，因此除了前置光学系统的像面与分光系统的物面需要匹配以外，前置光学系统的出瞳面与分光系统的入瞳面也需要进行匹配。

红外光谱成像仪光瞳匹配方式：

一种匹配方式为前置光学系统的出瞳和分光系统的入瞳位于无穷远，即前置光学系统与分光系统均为远心光学系统，将两个系统的像面耦合即可实现系统匹配。此种匹配方式的工程实现较为容易，只需匹配前后光学系统的物像面即可，但在设计时需将前置光学系统的光阑前置，并设计为像方远心，为光学设计带来一定的困难，对于一些长焦距的前置光学系统，实现像方远心较为困难。同时，由于分光系统也为远心设计，因此无法匹配红外探测器的冷光阑，为抑制内部杂散辐射，通常需将整个分光系统制冷。若要在远心系统中匹配探测器冷光阑，则需在分光系统之后增加一个中继镜，中继镜将位于无穷远的光瞳成像于探测器冷光阑处，同时将分光系统的像面成像于探测器焦平面处。

另一种匹配方式为前置光学系统的出瞳位于一次像面前，分光系统的入瞳匹配前置光学系统的出瞳，并将分光系统的出瞳设计在探测器前，与探测器冷光阑相匹配。此种匹配方式需对分光系统进行非远心设计，且需要在工程实现中保证光瞳位置匹配。由于匹配了红外探测器的冷光阑，因此此种匹配方式在实现100%冷光阑匹配时可不对分光系统制冷，但是需对探测器冷光阑、狭缝及前置光学系统的出瞳制冷。