研究人员设计了更小、更轻、具有高光谱分辨率的天基成像光谱仪

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      研究人员为具有高光谱分辨率的天基成像光谱仪开发了一种新的更小、更轻的设计。这些高色散成像光谱仪可以在航天器或卫星上用于研究地球大气层或其他行星的大气层。

      美国国家航空航天局James P. McGuire将在光学设计和制造会议（Optica Design and Fabrication Conference）上介绍这项新研究，该会议将于2023年6月4日至8日在加拿大举行。

      “这种光谱仪具有与传统设计相同的测量能力，但尺寸和质量只有传统设计的十分之一，成本更低。更小、更轻、更便宜为新的应用和市场打开了大门，”McGuire说。

      成像光谱，也称为高光谱成像，获取场景图像中每个像素的电磁光谱信息。当在太空进行时，它通常用于观察固体或液体，这需要高空间分辨率和低光谱分辨率。然而，需要更小、更轻的天基成像光谱仪来收集大气信息，这需要高光谱分辨率和低空间分辨率。

      在这项新工作中，研究人员描述了近红外（NIR）和长波红外（LWIR）成像光谱仪的设计，这些设计可以满足这一需求。光谱仪设计结合了几种现有设计的理想特征，包括将光栅尺寸减小与折射率一样多的浸入式光栅、在光栅前后使用相同光学器件的Littrow光学配置，以及球面上的光栅，以简单地校正称为Petzval场曲率的光学误差。光栅将白光分为组成光谱的颜色。

      研究人员开发了一种近红外成像光谱仪设计，其光谱范围从2302 nm到2370 nm，在f/1.9的孔径下具有2048个光谱像素和512个空间像素。使用不同的材料，他们还设计了一种覆盖8μm至12μm的LWIR版本，在f/1.7下具有1536个光谱像素和256个空间像素。