A hyper-spectral imaging spectrometer measures one-dimensional spectral information and two-dimensional spatial information on a target. Many hyper-spectral imaging spectrometers have been proven useful for many applications, such as object identification, and target detection, since the first hyper-spectral imaging spectrometer was developed in 1980. This paper presents a hyper-spectral imaging spectrometer which offers low distortions, a compact size, a low cost, and an easily-fabricated design. The analytic method for the initial design of this push-broom hyper-spectral imaging spectrometer according to the geometrical aberration theory and Rowland circle condition is investigated. It is shown that these methods are useful in designing two kinds of push-broom hyper-spectral imaging spectrometer. Two examples of the hyper-spectral imaging spectrometer optimized in the range from 400 to 900 nm and from 900 to 1700 nm are presented by using the merit function of the optical design software, Code-V. The hyper-spectral imaging spectrometer optimized in the range from 400 to 900 nm has an aperture of f/2.4, modulation transfer functions of more than 0.8 at 30 cycles/mm, and spot sizes less than 15 \microm. The hyper-spectral imaging spectrometer optimized in the range from 400 to 900 nm has an aperture of f/2.4, modulation transfer functions of more than 0.8 at 25 cycles/mm, and spot sizes less than 20 \microm. A prototype of the hyper-spectral imaging spectrometer optimized in the range from 900 to 1700 nm has been fabricated using a high precision machine and the experimental demonstration with the fabricated hyper-spectral imaging spectrometer is presented.
초분광 분해기는 원하는 목표물의 2 차원 공간정보와 1 차원 파장정보를 한 번에 측정할 수 있다. 많은 초분광 분해기가 1980년에 최초의 초분광 분해기 개발 이후 물체 간별, 목표물 검출과 같은 많은 응용 분야에 활용되어 왔다. 이 논문에서는 왜곡이 적으며 크기가 작고 저렴하고 제작이 용이한 초분광 분해기를 제시하였다. 기하 광학적 수차 이론과 로렌드 원 조건에 따라 초기 설계에 관한 분석적 방법을 제안하였다. 이 방법은 2 종류의 푸쉬 불룸 방식의 초분광 분해기 설계에 이용하였다. 400 ~ 900, 900 ~ 1700 nm 영역에 최적화된 초분광 분해기를 광학 설계 프로그램인 code-v의 merit function을 이용하여 제시하였다. 400 ~ 900 nm 초분광 분해기는 f/2.4, 25 cycles/mm에서 MTF 0.8, 이고 스팟 크기가 15 um보다 작은 성능을 가진다. 900~ 1700 nm 초분광 분해기는 f/2.4, 30 cycles/mm에서 MTF 0.8 이고 스팟 크기가 15 um보다 작은 성능을 가진다. 900 ~1700 nm에 최적화된 초분광 분해기의 초기 모델이 초정밀 기계를 이용하여 제작되었으며, 실험적으로 구현하여 제시하였다.
