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星载多谱段双视场紫外大气探测仪

光学精密工程 2016年第9期24卷 2101-2108页

作者：薛庆生中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

针对天底和临边综合紫外大气探测的需求,分析了天底和临边双视场观测原理和技术指标,设计和研制了多谱段双视场紫外大气探测仪原理样机。该样机光学系统由前透镜组、环形透镜、中继透镜组和窄带滤光片组成,3个工作谱段的中心波长分别为2... 详细信息

针对天底和临边综合紫外大气探测的需求,分析了天底和临边双视场观测原理和技术指标,设计和研制了多谱段双视场紫外大气探测仪原理样机。该样机光学系统由前透镜组、环形透镜、中继透镜组和窄带滤光片组成,3个工作谱段的中心波长分别为265nm、295nm和360nm,带宽均小于20nm,天底视场为10°,临边视场为360°（141.8°~146.6°）,焦距为5mm,F数为3.3,通过切换窄带滤光片完成3个谱段的探测。多谱段双视场紫外大气探测仪整机质量约为3kg,体积为Φ90mm×300mm。对样机的静态传递函数和像面照度均匀性进行了测试。测试结果表明,在特征频率38.5lp/mm处,天底视场的静态传递函数为0.24,临边视场的静态传递函数为0.22,像面照度均匀性为94%,均优于设计指标要求。该原理样机体积小、重量轻,满足空间光学遥感仪器小型化和轻量化的要求。

关键词：光学设计紫外大气探测仪多谱段双视场紫外探测仪紫外滤光片

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星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学设计

光电工程 2011年第5期38卷 16-20,29页

作者：薛庆生中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

根据高分辨力、大视场的要求,考虑到市售探测器的限制,提出了视场分离分光的方法,分析了视场分离分光的原理。利用此方法设计了一个星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学系统,该系统由11.42°远心离轴三反消像散(TMA)望远系统和2个Off... 详细信息

根据高分辨力、大视场的要求,考虑到市售探测器的限制,提出了视场分离分光的方法,分析了视场分离分光的原理。利用此方法设计了一个星载高分辨力、大视场高光谱成像仪光学系统,该系统由11.42°远心离轴三反消像散(TMA)望远系统和2个Offner凸面光栅光谱成像系统组成,运用光学设计软件CODEV对高光谱成像仪光学系统进行了光线追迹和优化,并对设计结果进行了分析,分析结果表明,光学系统在各个谱段的光学传递函数均达到0.7以上,完全满足设计指标要求。

关键词：光学设计高光谱成像仪离轴三反消像散凸面光栅 Offner光谱成像系统

新型大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统设计

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中国激光 2014年第1期41卷 232-237页

作者：薛庆生曹佃生于向阳中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为满足高分辨率大相对孔径宽波段高光谱成像仪的要求，克服Offner光谱成像系统中凸面光栅加工的困难和改进型Czerny-Turner光谱成像系统相对孔径小的缺点，提出一种新型的基于平面光栅的大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统，根据反射... 详细信息

为满足高分辨率大相对孔径宽波段高光谱成像仪的要求，克服Offner光谱成像系统中凸面光栅加工的困难和改进型Czerny-Turner光谱成像系统相对孔径小的缺点，提出一种新型的基于平面光栅的大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统，根据反射球面罗兰圆理论分析了该系统的像散校正方法，利用Matlab软件编制了初始结构快速计算程序。作为实例，设计了一个相对孔径为1/2.5，工作波段为400～1000 nm的Schwarzschild光谱成像系统。首先利用自己编制的Matlab程序计算初始结构参数，再利用Zemax-EE光学设计软件对该光谱成像系统进行光线追迹和优化设计，并对设计结果进行分析。结果表明，在整个工作波段内，点列图弥散斑的尺寸小于13 μm，实现了大相对孔径宽波段像差的同时校正，在宽波段内获得了良好的成像质量，满足设计指标要求，也证明了这种新型Schwarzschild光谱成像系统是可行的，其在航空和航天高光谱遥感领域具有广阔的应用前景。

关键词：光学设计 Schwarzschild光谱成像系统高光谱成像仪平面光栅罗兰圆

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改进的宽谱段车尔尼-特纳光谱成像系统设计

光学精密工程 2012年第2期20卷 233-240页

作者：薛庆生陈伟中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

针对传统的车尔尼-特纳光谱仪像散较大的缺点,基于像差理论,提出了一种改进的车尔尼-特纳光谱成像系统。将平面光栅置于发散光中,利用平面光栅产生的像散来补偿物镜产生的像散。推导出了宽谱段像散同时校正条件,实现了宽谱段像散的同时... 详细信息

针对传统的车尔尼-特纳光谱仪像散较大的缺点,基于像差理论,提出了一种改进的车尔尼-特纳光谱成像系统。将平面光栅置于发散光中,利用平面光栅产生的像散来补偿物镜产生的像散。推导出了宽谱段像散同时校正条件,实现了宽谱段像散的同时校正。具体分析了像差校正的原理和方法,编制了初始结构快速计算程序。作为实例,设计了一个谱段为540～780nm的宽谱段像散同时校正车尔尼-特纳光谱成像系统,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光谱成像系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行了分析。结果表明,全视场调制传递函数在整个工作波段均达到0.52以上,实现了宽谱段像散的同时校正,并获得了良好的成像质量,满足了设计指标要求,结果也证实了所提出的改进方法是可行的。

关键词：光学设计车尔尼-特纳光谱成像系统高光谱成像仪平面光栅像差校正

基于PGP型自校正成像光谱仪系统设计与研究

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光学学报 2021年第23期41卷 186-196页

作者：薛庆生王楠杨柏中国海洋大学信息科学与工程学部山东青岛266100

针对现有无人机(UAV)载高光谱成像仪存在的技术问题,设计一种紧凑型可见近红外成像光谱系统。首先采用成像光谱仪与面阵相机共光路一体化进行设计,然后利用高帧频面阵图像来反演相机的位置和姿态参数,最后对同步获取的推扫高光谱图像进... 详细信息

针对现有无人机(UAV)载高光谱成像仪存在的技术问题,设计一种紧凑型可见近红外成像光谱系统。首先采用成像光谱仪与面阵相机共光路一体化进行设计,然后利用高帧频面阵图像来反演相机的位置和姿态参数,最后对同步获取的推扫高光谱图像进行高精度的空间信息校正。该系统的工作范围为400~1000 nm,幅宽方向的视场为43.6°,飞行方向的视场为20.0°,焦距为13 mm,光谱分辨率优于2.5 nm。利用ZEMAX软件对系统进行优化设计和分析,其中光谱仪部分采用棱镜-光栅-棱镜型(PGP)的设计,具有质量轻、成本低和资源利用率高的特点。

关键词：光学设计成像光谱仪棱镜-光栅-棱镜系统设计几何校正

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用于大气临边探测的紫外全景成像仪光学设计

光学学报 2013年第4期33卷 180-184页

作者：薛庆生王淑荣中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

发展紫外全景成像仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求。提出一种紫外全景成像仪光学设计思路,利用桶形畸变和光阑像差改善像面照度的均匀性,根据应用要求采用折反式结构,设计了一个中心波长在360nm,带宽为10nm,视场为360°×(70.9°～7... 详细信息

发展紫外全景成像仪已成为空间大气遥感领域的迫切需求。提出一种紫外全景成像仪光学设计思路,利用桶形畸变和光阑像差改善像面照度的均匀性,根据应用要求采用折反式结构,设计了一个中心波长在360nm,带宽为10nm,视场为360°×(70.9°～73.3°),焦距为5mm,相对孔径为1…3.3的紫外全景成像仪光学系统。在奈奎斯特频率38.5lp/mm处,调制传递函数大于0.72,点列图半径的均方根(RMS)值小于1/2pixel,80%的能量集中在一个像素内,f-θ畸变小于0.05%,像面照度均匀性达到89%,各项指标均满足设计要求。此系统结构紧凑,适合空间大气遥感应用。分析结果表明,该紫外全景成像仪光学设计思路是可行的,可推广到其他波段应用,对全景成像仪的设计具有指导意义。

关键词：光学设计紫外全景成像仪光阑像差大气遥感临边观测

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用于大气临边探测的高光谱成像仪研制

仪器仪表学报 2012年第5期33卷 1167-1173页

作者：薛庆生林冠宇陈伟中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

用于大气临边探测的高光谱成像仪是一种探测大气痕量气体的新型空间光学遥感仪器。分析了利用高光谱成像仪进行大气临边探测的原理,设计并研制了一台紫外/可见高光谱成像仪原理样机,该样机光学系统由前置望远系统和改进的Czerny-Turner... 详细信息

用于大气临边探测的高光谱成像仪是一种探测大气痕量气体的新型空间光学遥感仪器。分析了利用高光谱成像仪进行大气临边探测的原理,设计并研制了一台紫外/可见高光谱成像仪原理样机,该样机光学系统由前置望远系统和改进的Czerny-Turner光谱成像系统组成,工作谱段为280～390 nm和560～780 nm,通过转轮切换紫外、可见滤光片分别探测这2个波段。高光谱成像仪原理样机质量为15 kg,体积500 mm×350 mm×200 mm。对该样机的性能进行了检测并测量了低压汞灯的光谱。性能检测结果表明,空间分辨力为0.44 mrad,光谱分辨力为1.3 nm,均满足设计指标要求。该样机结构紧凑、质量小,在空间大气痕量气体探测领域有广泛的应用前景。

关键词：高光谱成像仪光学设计原理样机空间分辨力光谱分辨力

2009年中华医学会全国麻醉学术年会暨上海市麻醉学术年会纪要

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上海医学 2009年第11期32卷 1034-1036页

作者：薛庆生上海交通大学医学院附属瑞金医院麻醉科

2009年中华医学会麻醉学分会全国麻醉学术年会暨上海市麻醉学术年会于9月4-6日在上海黄浦江畔的国际会议中心隆重召开.会议在雄壮的国歌声和庄严的升国旗仪式中拉开帷幕,上海市医学会麻醉学分会主任委员于布为教授主持会议开幕式,卫生... 详细信息

2009年中华医学会麻醉学分会全国麻醉学术年会暨上海市麻醉学术年会于9月4-6日在上海黄浦江畔的国际会议中心隆重召开.会议在雄壮的国歌声和庄严的升国旗仪式中拉开帷幕,上海市医学会麻醉学分会主任委员于布为教授主持会议开幕式,卫生部、中华医学会、上海市卫生局等多位领导均到会讲话.

关键词：中华医学会麻醉学分会全国麻醉学术年会上海市国际会议中心主任委员市卫生局麻醉学科黄浦江

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星载宽波段大气痕量气体临边探测仪光学设计

光子学报 2012年第6期41卷 631-637页

作者：薛庆生中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

为满足大气痕量气体临边探测的迫切需求,克服传统Czerny-Turner光谱仪由于像散大导致空间分辨率低的缺点,设计了一种可以在宽波段内同时校正像散的改进型Czerny-Turner光谱仪,光谱范围为0.3～0.7μm,全视场角为2.4°,焦距为120mm,相对... 详细信息

为满足大气痕量气体临边探测的迫切需求,克服传统Czerny-Turner光谱仪由于像散大导致空间分辨率低的缺点,设计了一种可以在宽波段内同时校正像散的改进型Czerny-Turner光谱仪,光谱范围为0.3～0.7μm,全视场角为2.4°,焦距为120mm,相对孔径为1∶6.将离轴抛物面镜与改进型Czerny-Turner光谱仪匹配设计了一个临边探测仪光学系统并运用光学设计软件ZEMAX对临边探测仪光学系统进行了光线追迹和优化并对设计结果进行了分析,结果表明该系统的像散得到充分校正,光学系统在各个谱段的光学传递函数均达到0.69以上,完全满足设计指标要求,也证明了所提出的在宽波段内同时像散校正方法是可行的.

关键词：光学设计成像光谱仪车尔尼-特纳像散校正空间分辨率