Моделирование работы космического гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера, в приближении волновой оптики
Автор: Расторгуев Андрей Алексеевич, Харитонов Сергей Иванович, Казанский Николай Львович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 1 т.46, 2022 года.
Бесплатный доступ
В приближении скалярной теории дифракции разработан метод расчёта функции рассеяния точки гиперспектрометра по схеме Оффнера с дифракционной решёткой. Метод последовательно учитывает ограничения и дифракцию светового пучка на элементах системы гиперспектрометра в соответствии с физикой формирования изображения. В работе рассматривается моделирование функции рассеяния точки гиперспектрометра при различных параметрах пучка и длинах волн. Результаты моделирования проверены с использованием аналитических соотношений, геометрооптического расчёта, а также сравнения с работами других исследователей.
Схема оффнера, дифракционная решётка, волновая оптика, интеграл кирхгофа, гиперспектрометр изображающий, спектрометр
Короткий адрес: https://sciup.org/140290704
IDR: 140290704 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1034
Список литературы Моделирование работы космического гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера, в приближении волновой оптики
- Offner A. New concepts in projection mask aligners. Opt Eng 1975; 14(2): 130-132.
- Chrisp MP. Convex diffraction grating imaging spectrometer. U.S. Patent 5,880,834; 1999.
- Davis C, Bowles J, Leathers R, Korwan D, Downes TV, Snyder W, Rhea W, Chen W, Fisher J, Bissett P, Reisse RA. Ocean PHILLS hyperspectral imager: design, characterization, and calibration. Opt Express 2002; 10(4): 210-221.
- Mouroulis P, Sellar RG, Wilson DW, Shea JJ, Green RO. Optical design of a compact imaging spectrometer for planetary mineralogy. Opt Eng 2007: 46(6): 063001.
- Haring RE, Vanstone GC, Nguyen F, Rodil CA. Optomechanical Design of the incubator wide field of view imaging spectrometer. Proc SPIE 2000; 4093. DOI: 10.1117/12.405199.
- Lee JH, Kang KI, Park JH. A very compact imaging spectrometer for the micro-satellite STSAT3. Int J Remote Sens 2011; 32(14): 3935-3946.
- Mouroulis P, Green RO. Review of high fidelity imaging spectrometer design for remote sensing. Optical Systems Engineering 2018; 54(4): 040901.
- Zavarzin VI, Li AV. Methodology for calculating the apparatus function of hyperspectral equipment for remote sensing of the Earth [In Russian]. Bulletin of MSTU Imeni NE Bau-man, Ser Instrumentation 2012; Special Issue: 82-89.
- Domnenko VM, Bursov MV, Ivanova TV. Modeling the formation of an optical image. Textbook [In Russian]. Saint-Petersburg: "NRUITMO" Publisher; 2011.
- Peisakhson IV. Optics of spectral devices [In Russian]. Leningrad: "Mashinostroenie" Publisher; 1975.
- Skokov IV. Optical spectral devices: Textbook [In Russian]. Moscow: "Mashinostroenie" Publisher; 1984.
- Tao D, Jia G, Yuan Y, Zhao H. A digital sensor simulator of the pushbroom Offner hyperspectral imaging spectrometer. Sensors 2014; 14: 23822-23842.
- Rozhdestvensky DS. Coherence of rays in the formation of an image in a microscope [In Russian]. Journal of Experimental and Theoretical Physics 1940; 10: 305-330.
- Kazanskiy NL, Kharitonov SI, Doskolovich LL, Pavelyev AV. Modeling the performance of a spaceborne hyperspec-trometer based on the Offner scheme. Computer Optics 2015; 39(1): 70-76. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-1-70-76.
- Karpeev SV, Khonina SN, Kharitonov SI. Study of the diffraction grating on a convex surface as a dispersive element. Computer Optics 2015; 39(2): 211-217. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-2-211-217.
- Kazanskiy NL, Kharitonov SI, Karsakov SI, Khonina SN. Modeling action of a hyperspectrometer based on the Offner scheme within geometric optics. Computer Optics 2014; 38(2): 271-280. DOI: 10.18287/0134-2452-2014-382-271-280.
- Kharitonov SI, Kazanskiy NL, Gornostay AV, Strelkov YuS. Modeling the reflection of electromagnetic waves at diffraction gratings applied on a freeform surfaces. Proc SPIE 2018; 10774: 107740F. DOI: 10.1117/12.2315797.
- Kazanskiy N, Ivliev N, Podlipnov V, Skidanov R. An airborne Offner imaging hyperspectrometer with radially-fastened primary elements. Sensors 2020; 20(12): 3411. DOI: 10.3390/s20123411.
- Silny JF. Resolution modeling of dispersive imaging spectrometers. Proc SPIE 2016; 9976: 99760A.
