CN109946263B - 一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置，该发明基于光学滤波技术和孔径分割技术，将面阵滤光片、面阵透镜和面阵探测器相结合，采用可见多光谱成像通道与太赫兹多光谱成像通道共孔径设计，结合具有扫描功能的反射镜、物距可调的卡塞格林望远镜和通道可配置的滤光片包，实现不同距离目标的多光谱复合探测成像，适用于深空探测、航空遥感等领域。

Description

一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置

技术领域

本发明所涉及的光谱成像装置，是一种覆盖可见、太赫兹波段，可根据用途进行光谱配置的多光谱复合探测成像装置。该发明基于光学滤波技术和孔径分割技术，将面阵滤光片、面阵透镜和面阵探测器相结合，采用可见多光谱成像通道与太赫兹多光谱成像通道共孔径设计，结合具有扫描功能的反射镜、物距可调的卡塞格林望远镜和通道可配置的滤光片包，实现不同距离目标的多光谱复合探测成像，适用于深空探测、航空遥感等领域。

背景技术

成像光谱仪不仅采集地物目标的高分辨率空间信息，同时还具有采集地物目标光谱信息的能力，能从获取的遥感数据中直接分析目标的物质成分，从而更有效地分辨目标。对不同应用目标来说，其所需的谱段各不相同。

现代矿物化学中的振动光谱学认为，分子在转动、振动能级之间的跃迁产生可见-太赫兹光谱，多原子分子的基团或晶格的振动产生可见-太赫兹光谱，通过测量矿物质的转、振动光谱，可以用来鉴定矿物质种类并获得矿物质结构、组分、热力学常数、化学键类别以及它们之间发生反应的一些有价值的信息。根据《矿物质可见图谱集》(科学出版社，1982年5月)和最新公开发表的实验室测量数据表明，硫化物、卤化物、氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等物质在可见-太赫兹波段(1μm-100μm)存在丰富的指纹谱。而硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氧化物、氢氧化物是组成星体地表结构的主要矿物质，因此，通过测量硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氧化物、氢氧化物的热辐射远可见-太赫兹谱能够确定星体表面的岩石组分，矿物质种类的丰度，并以此推断星体的演化规律。

目前可用于矿物质分析的光谱仪器有两种。一种是使用于航空遥感的可见光谱成像仪，这种仪器使用碲镉汞探测器，光谱仪最远只能覆盖到15μm。以上海技术物理研究所研制的代表国内最高水平的热红外光谱成像仪为例，该机载热红外光谱成像仪，通过光栅分光，在8.0-12.5μm的光谱范围内可得到180波段的光谱信息，但该仪器并不能工作于波长更长的太赫兹波段。另一种是使用于实验室科研分析的可见傅里叶光谱仪，这种仪器通过更换探测器附件，波长可覆盖可见到太赫兹波段，但依赖时间扫描的工作模式和移动部件缺陷，使其不适用于航空遥感和深空探测领域。

上述现有技术的缺点主要体现在以下两个方面：一、对于航空遥感领域的可见光谱仪，其在可见波段可实现高光谱成像，但受限于探测器的响应波段和光栅的工作波段，其不能工作于更长的波段范围；二、对于实验室科研分析用途的可见傅里叶光谱仪，受制于谱线获取时间、移动部件缺陷和数据冗余，制约了其在航空遥感和深空探测领域的应用。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种光谱可配置的可见-太赫兹复合探测成像装置，适用于航空遥感、深空探测等领域。

本发明的技术方案如下：

一种光谱可配置的可见-太赫兹复合探测成像装置，包括依据光路传输依次排列放置的扫描平面反射镜1、抛物面反射镜3、球面反射镜4、分色片6、可见面阵滤光片7、可见面阵透镜8、可见面阵探测器9，太赫兹面阵滤光片11、太赫兹面阵透镜12、太赫兹面阵探测器13，所述可见面阵探测器9还依次连接有可见探测器控制处理系统10和控制采集处理计算机15，所述太赫兹面阵探测器13还依次连接有太赫兹探测器控制处理系统14和控制采集处理计算机15，所述扫描平面反射镜1还依次连接有扫描转动机构2和控制采集处理计算机15，所述球面反射镜4位于滑轨5内，并受控制采集处理计算机15精确控制其移动步长，如说明书附图1所示。

所述抛物面反射镜3、球面反射镜4和滑轨5构成物距可调的卡塞格林望远镜16。当对物距为l的目标19进行成像时，通过控制采集处理计算机15改变球面反射镜4在滑轨5上的位置，使抛物面反射镜3与球面反射镜4之间的距离d满足(1)式；当对无限远距离目标进行观测时，通过改变球面反射镜4在滑轨5上的位置，使抛物面反射镜3与球面反射镜4之间的距离d满足(2)式，其中，f₁'、f₂'分别表示抛物面反射镜3、球面反射镜4的焦距，l表示物距，a表示目标19发出的主光线到描平面反射镜1的距离，b表示目标19发出的主光线从描平面反射镜1到抛物面反射镜3的距离。

d＝f₁'-f₂' (2)

l＝a+b (3)

所述可见面阵滤光片7、可见面阵透镜8、可见面阵探测器9，构成可见探测通道17；所述太赫兹面阵滤光片11、太赫兹面阵透镜12、太赫兹面阵探测器13，构成太赫兹探测通道18；所述扫描平面反射镜1、卡塞格林望远镜16、分色片6、可见探测通道17、太赫兹探测通道18，组成光谱可配置的可见-太赫兹复合探测成像装置的光学系统；所述扫描转动机构2，可见探测器控制处理系统10、太赫兹探测器控制处理系统14和控制采集处理计算机15构成光谱可配置的可见-太赫兹复合探测成像装置的控制处理系统。

所述分色片6是高通滤光片，其反射0.38-0.77μm的可见波，透射波长大于15μm的太赫兹波，实现太赫兹和可见波束的分离。

所述可见面阵滤光片7为一个滤光片包，包含40种不同中心波长且边长均为a正方形滤光片，滤光片的波长满足(4式)，

λ_i＝0.38+0.01*(i-1)(μm),i＝1,2,3,…,40 (4)

其中，i表示滤光片的编号，λ_i表示第i个滤光片的中心波长,每次可根据需要配置9种滤光片，构成3*3的面阵滤光片，如说明书附图3所示，图中不同纹理代表不同中心波长的滤光片；所述可见面阵透镜8，由9个边长为a、焦距为f₁的正方形透镜，按照3*3排布胶合而成，如说明书附图4所示；所述可见面阵探测器9位于可见面阵透镜8的焦面，由9个m*m的小规模可见面阵探测器组成，构成小规模可见面阵探测器的单元探测器的像元尺寸为X*X，每个小规模可见面阵探测器的尺寸为mX*mX，相邻小规模可见面阵探测器的间距d₁满足(5)式，如说明书附图5所示，其中，d₁表示小规模可见面阵探测器的间距，m表示构成可见面阵探测器9的小规模可见面阵探测器的行数或列数，X表示组成小规模可见面阵探测器的单元探测器的像元尺寸。

d₁＝a-mX (5)

所述太赫兹面阵滤光片11为一个滤光片包，包含72种不同中心波长且边长均为a正方形滤光片，滤光片的波长满足(6)式；

λ_j＝16+2(j-1)(μm),j＝1,2,3,…,70,71,72

其中，j表示滤光片的编号，λ_j表示第j个滤光片的中心波长,每次可根据需要配置9种滤光片，构成3*3的面阵滤光片；所述太赫兹面阵透镜12，由9个边长为a、焦距为f₂的正方形硅镜，按照3*3排布胶合而成；所述太赫兹面阵探测器13为位于太赫兹面阵透镜12的焦面，是9个太赫兹单元探测器按照3*3排列而成，太赫兹单元探测器像元大小为Y*Y，相邻太赫兹单元探测器的间距为d₂满足(7)式，如说明书附图6所示，其中，d₂表示太赫兹单元探测器的间距，Y表示太赫兹单元探测器的像元尺寸。

d₂＝a-Y (7)

所述可见面阵透镜8、太赫兹面阵透镜12的焦距f₁、f₂需满足(8)式：

其中f₁、f₂分别表示可见面阵透镜8、太赫兹面阵透镜12的焦距，m表示构成可见面阵探测器9的小规模可见面阵探测器的行数或列数，X表示组成小规模可见面阵探测器的单元探测器的像元尺寸，Y表示太赫兹单元探测器的像元尺寸。

所述光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置的视场角α满足(9)式：

其中，M表示卡塞格林望远镜16的垂轴放大倍率，f₂表示太赫兹面阵透镜12的焦距，Y表示太赫兹单元探测器的像元尺寸。

所述可见探测器控制处理系统10对可见面阵探测器9采集的多元信号进行并行处理，并通过控制采集处理计算机15合成被探测目标不同谱段的可见彩色图像，所述太赫兹探测器控制处理系统14对太赫兹面阵探测器13采集的信号进行并行处理，并通过控制采集处理计算机15合成被探测目标太赫兹光谱图像。

上述扫描平面反射镜1通过控制采集处理计算机15控制扫描转动机构2实现目标的大视场成像。

本发明的作用原理如下：

对无穷远目标进行成像时，通过改变球面反射镜4在滑轨5上的位置，使抛物面反射镜3与球面反射镜4之间的距离d满足(2)式，此时无穷远目标辐射的可见-太赫兹波经扫描平面反射镜1的反射，进入卡塞格林望远镜16，经抛物面反射镜3与球面反射镜4的反射，平行入射分色片6被分成两路：其中一路为0.38-0.77μm的可见反射波，经可见面阵滤光片7的滤波和可见面阵透镜8的会聚，被可见面阵探测器9接收,经过可见探测器控制处理系统10和控制采集处理计算机15的处理，形成目标的可见光谱图像；另一路为大于15μm的太赫兹透射波，经太赫兹面阵滤光片11的滤波和太赫兹面阵透镜12的会聚被太赫兹面阵探测器13接收,经过太赫兹探测器控制处理系统14和控制采集处理计算机15的处理，形成目标的太赫兹光谱图像。通过控制采集处理计算机15控制扫描转动机构2驱动扫描平面反射镜1实现目标的扫描成像。

对有限远目标19进行成像时，通过改变球面反射镜4在滑轨5上的位置，使抛物面反射镜3与球面反射镜4之间的距离d满足(1)式，此时目标19辐射的太赫兹波经扫描平面反射镜1的反射，进入卡塞格林望远镜16，经抛物面反射镜3与球面反射镜4的反射，平行入射分色片6被分成两路：其中一路为0.38-0.77μm的可见反射波，经可见面阵滤光片7的滤波和可见面阵透镜8的会聚被可见面阵探测器9接收,经过可见探测器控制处理系统10和控制采集处理计算机15的处理，形成目标19的可见光谱图像；另一路为大于15μm的太赫兹透射波，经太赫兹面阵滤光片11的滤波和太赫兹面阵透镜12的会聚被太赫兹面阵探测器13接收,经过太赫兹探测器控制处理系统14和控制采集处理计算机15的处理，形成目标19的太赫兹光谱图像。通过控制采集处理计算机15控制扫描转动机构2驱动扫描平面反射镜1实现目标19的扫描成像。

与现有技术相比，一种光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置具有以下优点：一、与航空遥感领域的可见光谱仪相比，光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置具有覆盖谱段范围宽，结构简单的优点；二、与可见傅里叶光谱仪相比，光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置可以实现目标THz谱的实时探测与成像；三、光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置采用可见多光谱成像通道与太赫兹多光谱成像通道共孔径设计，结合具有指向、扫描功能的反射镜和通道可配置的滤光片包，可以实现目标的多光谱复合探测成像；四、光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置使用滤光片作为分光器件，具有结构简单、体积小的优点，可适用于室外复杂多变环境。

附图说明

图1为物距无穷远可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置示意图；

图2为物距有限远可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置示意图；

图3为可见面阵滤光片示意图；

图4为可见面阵透镜示意图；

图5为可见面阵探测器示意图；

图6为太赫兹面阵探测器示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图1、说明书附图2对本发明进一步说明。

实施例1：一种光谱可配置的可见-太赫兹多光谱复合探测成像装置

本发明采用采用如下构造：

1.扫描平面反射镜1的口径100mm*100mm，表面镀Al反射膜。

2.扫描转动机构2，选用沈机集团昆明机床股份有限公司生产的二维转台，型号为：FG-2660，方位工作台转动范围：360°，方位转台分度精度：3"，俯仰工作台转动范围：120°，俯仰转台分度精度：5"。

3.卡塞格林望远镜16由南京中科天文仪器有限公司制造，其中抛物面反射镜3的口径120mm，焦距1586.12mm，中心开孔直径32mm；球面反射镜4的口径35mm，焦距530.55mm；滑轨5的材质为碳化硅，电控步长为0.1mm。

4.分束器6的直径为40mm，透射波长大于15μm的太赫兹波，所用波段平均透射率85％，反射波长0.38-0.77μm的可见波，所用波段平均反射率95％，由俄罗斯TYDEX公司制造。

5.可见探测通道17的构造：可见面阵滤光片7的尺寸为30mm*30mm，依据矿物成分成像需要，分别选择了中心波长依次为0.38μm，0.45μm，0.5μm，0.53μm，0.58μm，0.6μm，0.65μm，0.7μm，0.75μm的窄带滤光片，单个方形滤光片的尺寸为10mm*10mm，由卓立汉光公司制造；可见面阵透镜8的尺寸为30mm*30mm，由9个方形BK7透镜按照3*3阵列胶合而成，单个方形子透镜的尺寸为10mm*10mm，焦距为30mm；可见面阵探测器9由9块小面阵探测器组成，每个小面阵包含200*200个像元，小面阵探测器的单个像元大小为2μm*2μm。

6.太赫兹探测通道18的构造：太赫兹面阵滤光片11的尺寸为30mm*30mm，依据矿物成分测量需要，分别选择了中心波长依次为18.5μm、21μm、27.1μm、35.6μm、40.4μm、42.7μm、43.7μm、72.3μm、85.5μm的窄带滤光片，由俄罗斯TYDEX公司制造，单个方形滤光片的尺寸为10mm*10mm；太赫兹面阵透镜12为硅透镜，其尺寸为30mm*30mm，单个方形子透镜的尺寸为10mm*10mm，焦距为150mm；太赫兹面阵探测器13由9个单点太赫兹探测器组成，像元大小为2mm*2mm。

7.可见探测器控制处理系统10、太赫兹探测器控制处理系统14均包含对应的读数电路、前置放大器、滤波等功能。

8.控制采集处理计算机15采用惠普(HP)计算机，型号为i5-7300HQ。

本发明的主要工作流程为：

1、开机，选择测量物距：对无穷远目标成像时，改变球面反射镜4在滑轨5上的位置，使抛物面反射镜3与球面反射镜4之间的距离d满足(2)式，即1055.57mm。

2、选择测量目标，根据测量目标对可见滤光片和太赫兹滤光片进行配置。

3、此时，无穷远目标辐射的可见-太赫兹波经扫描平面反射镜1的反射，进入卡塞格林望远镜16，经抛物面反射镜3与球面反射镜4的反射，平行入射分色片6被其分成两路：其中一路为0.38-0.77μm的可见反射波，经可见面阵滤光片7的滤波和可见面阵透镜8的会聚，被可见面阵探测器9接收,经过可见探测器控制处理系统10和控制采集处理计算机15的处理，形成目标的可见光谱图像；另一路为波长大于15μm的太赫兹透射波，经太赫兹面阵滤光片11的滤波和太赫兹面阵透镜12的会聚被太赫兹面阵探测器13接收,经过太赫兹探测器控制处理系统14和控制采集处理计算机15的处理，形成目标的太赫兹光谱图像。通过控制采集处理计算机15控制扫描转动机构2驱动扫描平面反射镜1实现目标的扫描成像。

4、对有限远目标进行成像时，改变球面反射镜4在滑轨5上的位置，使抛物面反射镜3与球面反射镜4之间的距离d满足(1)式。

5、选择测量目标，根据测量目标对可见滤光片和太赫兹滤光片进行配置。

6、此时有限远目标辐射的太赫兹波经扫描平面反射镜1的反射，进入卡塞格林望远镜16，经抛物面反射镜3与球面反射镜4的反射，平行入射分色片6被分成两路：其中一路为0.38-0.77μm的可见反射波，经可见面阵滤光片7的滤波和可见面阵透镜8的会聚被可见面阵探测器9接收,经过可见探测器控制处理系统10和控制采集处理计算机15的处理，形成目标19的可见光谱图像；另一路为大于15μm的太赫兹透射波，经太赫兹面阵滤光片11的滤波和太赫兹面阵透镜12的会聚被太赫兹面阵探测器13接收,经过太赫兹探测器控制处理系统14和控制采集处理计算机15的处理，形成目标19的太赫兹光谱图像。通过控制采集处理计算机15控制扫描转动机构2驱动扫描平面反射镜1实现目标19的扫描成像。

Claims (5)

1.一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置，包括扫描平面反射镜(1)、抛物面反射镜(3)、球面反射镜(4)、分色片(6)、可见面阵滤光片(7)、可见面阵透镜(8)、可见面阵探测器(9)，太赫兹面阵滤光片(11)、太赫兹面阵透镜(12)、太赫兹面阵探测器(13)，其特征在于：

所述的成像装置的构成依据光路传输先后顺序依次为扫描平面反射镜(1)、抛物面反射镜(3)、球面反射镜(4)、分色片(6)、可见面阵滤光片(7)、可见面阵透镜(8)、可见面阵探测器(9)，太赫兹面阵滤光片(11)、太赫兹面阵透镜(12)、太赫兹面阵探测器(13)；所述可见面阵探测器(9)依次连接有可见探测器控制处理系统(10)和控制采集处理计算机(15)，所述太赫兹面阵探测器(13)依次连接有太赫兹探测器控制处理系统(14)和控制采集处理计算机(15)，所述扫描平面反射镜(1)依次连接有扫描转动机构(2)和控制采集处理计算机(15)；

所述球面反射镜(4)位于滑轨(5)内并受控制采集处理计算机(15)精确控制其移动步长，与抛物面反射镜(3)共同构成物距可调的卡塞格林望远镜(16)；

所述可见面阵滤光片(7)、可见面阵透镜(8)、可见面阵探测器(9)、可见探测器控制处理系统(10)，构成可见探测通道(17)；所述太赫兹面阵滤光片(11)、太赫兹面阵透镜(12)、太赫兹面阵探测器(13)、太赫兹探测器控制处理系统(14)，构成太赫兹探测通道(18)；所述扫描平面反射镜(1)、卡塞格林望远镜(16)、分色片(6)、可见探测通道(17)、太赫兹探测通道(18)，组成光谱可配置的可见与太赫兹复合探测成像装置的光学系统；

所述扫描转动机构(2)，可见探测器控制处理系统(10)、太赫兹探测器控制处理系统(14)和控制采集处理计算机(15)构成光谱可配置的可见与太赫兹复合探测成像装置的控制处理系统；

对无穷远目标成像时，通过控制采集处理计算机(15)改变球面反射镜(4)在滑轨(5)上的位置，使抛物面反射镜(3)与球面反射镜(4)之间的距离d满足

d＝f₁'-f₂'

其中f₁'、f₂'分别表示抛物面反射镜(3)、球面反射镜(4)的焦距；

此时，无穷远目标辐射的可见—太赫兹波经扫描平面反射镜(1)的反射，进入卡塞格林望远镜(16)，经抛物面反射镜(3)与球面反射镜(4)的反射，平行入射分色片(6)并被其分成两路：其中一路为0.38-0.77μm的可见反射波，经可见面阵滤光片(7)的滤波和可见面阵透镜(8)的会聚，被可见面阵探测器(9)接收，经过可见探测器控制处理系统(10)和控制采集处理计算机(15)的处理，形成目标的可见光谱图像；另一路为大于15μm的太赫兹透射波，经太赫兹面阵滤光片(11)的滤波和太赫兹面阵透镜(12)的会聚被太赫兹面阵探测器(13)接收,经过太赫兹探测器控制处理系统(14)和控制采集处理计算机(15)的处理，形成目标的太赫兹光谱图像；通过控制采集处理计算机(15)控制扫描转动机构(2)驱动扫描平面反射镜(1)实现目标的扫描成像；

对物距为l的目标(19)进行成像时，通过控制采集处理计算机(15)改变球面反射镜(4)在滑轨(5)上的位置，使抛物面反射镜(3)与球面反射镜(4)之间的距离d满足

其中，f₁'、f′₂分别表示抛物面反射镜(3)、球面反射镜(4)的焦距，l表示物距，a表示目标(19)发出的主光线到描平面反射镜(1)的距离，b表示目标(19)发出的主光线从描平面反射镜(1)到抛物面反射镜(3)的距离；

此时，物距为l的目标(19)辐射的可见—太赫兹波经扫描平面反射镜(1)的反射，进入卡塞格林望远镜(16)，经抛物面反射镜(3)与球面反射镜(4)的反射，平行入射分色片(6)并被其分成两路：其中一路为0.38-0.77μm的可见反射波，经可见面阵滤光片(7)的滤波和可见面阵透镜(8)的会聚，被可见面阵探测器(9)接收,经过可见探测器控制处理系统(10)和控制采集处理计算机(15)的处理，形成目标(19)的可见光谱图像；另一路为大于15μm的太赫兹透射波，经太赫兹面阵滤光片(11)的滤波和太赫兹面阵透镜(12)的会聚，被太赫兹面阵探测器(13)接收,经过太赫兹探测器控制处理系统(14)和控制采集处理计算机(15)的处理，形成目标(19)的太赫兹光谱图像；通过控制采集处理计算机(15)控制扫描转动机构(2)驱动扫描平面反射镜(1)实现目标(19)的扫描成像。

2.根据权利要求1所述的一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置，其特征在于，所述可见面阵滤光片(7)为一个滤光片包，包含40种不同中心波长且边长均为a正方形滤光片，滤光片的波长满足，

λ_i＝0.38+0.01*(i-1)(μm),i＝1,2,3,…,40

其中，i表示滤光片的编号，λ_i表示第i个滤光片的中心波长，每次可根据需要配置9种滤光片，构成3*3的面阵滤光片；所述可见面阵透镜(8)，由9个边长为a、焦距为f₁的正方形透镜，按照3*3排布胶合而成；所述可见面阵探测器(9)位于可见面阵透镜(8)的焦面，由9个m*m的小规模可见面阵探测器组成，相邻小规模可见面阵探测器的间距满足

d₁＝a-mX

其中，d₁表示小规模可见面阵探测器的间距，m表示构成可见面阵探测器(9)的小规模可见面阵探测器的行数或列数，X表示组成小规模可见面阵探测器的单元探测器的像元尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置，其特征在于，所述太赫兹面阵滤光片(11)为一个滤光片包，包含72种不同中心波长且边长均为a正方形滤光片，滤光片的波长满足；

λ_j＝16+2(j-1)(μm),j＝1,2,3,…,70,71,72

其中，j表示滤光片的编号，λ_j表示第j个滤光片的中心波长，每次可根据需要配置9种滤光片，构成3*3的面阵滤光片；所述太赫兹面阵透镜(12)，由9个边长为a、焦距为f₂的正方形硅镜，按照3*3排布胶合而成；所述太赫兹面阵探测器(13)为位于太赫兹面阵透镜(12)的焦面，是9个太赫兹单元探测器按照3*3排列而成，相邻太赫兹单元探测器的间距满足

d₂＝a-Y

其中，d₂表示太赫兹单元探测器的间距，Y表示太赫兹单元探测器的像元尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置，其特征在于，所述可见面阵透镜(8)、太赫兹面阵透镜(12)的焦距f₁、f₂需满足：

其中f₁、f₂分别表示可见面阵透镜(8)、太赫兹面阵透镜(12)的焦距，m表示构成可见面阵探测器(9)的小规模可见面阵探测器的行数或列数，X表示组成小规模可见面阵探测器的单元探测器的像元尺寸，Y表示太赫兹单元探测器的像元尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种光谱可配置的可见与太赫兹多光谱复合探测成像装置，其特征在于，系统的视场角α满足：

其中，M表示卡塞格林望远镜(16)的垂轴放大倍率，f₂表示太赫兹面阵透镜(12)的焦距，Y表示太赫兹单元探测器的像元尺寸。

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