一種大孔徑多通道空間外差干涉光譜成像方法及光譜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大孔徑多通道空間外差干涉光譜成像方法及光譜儀，其中，該方法包括：復(fù)合入射光經(jīng)由預(yù)設(shè)反射與透射比例的分束器分為反射光與透射光；所述反射光與透射光經(jīng)過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經(jīng)由反射鏡組反射至分束器；或者所述反射光經(jīng)過閃耀光柵組進行衍射后經(jīng)由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經(jīng)過射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后射入分束器；所述分束器將所述反射光、透射光分別對應(yīng)的反射、透射至成像鏡；所述成像鏡上得到具有橫向剪切量的干涉光，從而通過探測器得到干涉信息實現(xiàn)光譜成像。通過采用本發(fā)明公開的成像方法與光譜儀，實現(xiàn)了采樣點數(shù)減少以及信噪比提高。
【專利說明】一種大孔徑多通道空間外差干涉光譜成像方法及光譜儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種大孔徑多通道空間外差干涉光譜成像方法及光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]干涉光譜成像技術(shù)從調(diào)制方式上來分可分為:(I)時間調(diào)制、(2)空間調(diào)制和(3)時空聯(lián)合調(diào)制三種方式。
[0003](I)時間調(diào)制干涉光譜成像技術(shù)具有運動部件，相比較于空間調(diào)制干涉光譜技術(shù)
穩(wěn)定性較差。
[0004](2)空間調(diào)制干涉光譜成像技術(shù)沒有運動部件，因而具有很好的穩(wěn)定性，空間調(diào)制干涉光譜成像技術(shù)的典型例子是Sagnac (薩格納克)干涉光譜儀。如圖1所示，Sagnac干涉光譜儀通過前置光學(xué)系統(tǒng)11在一次像面12上獲取目標(biāo)的圖像，在一次像面12上放置一個狹縫13，同時，狹縫還位于傅氏鏡15 (成像光學(xué)系統(tǒng)包括傅氏鏡和柱面鏡)的前焦面上，通過橫向剪切儀14后狹縫將被剪切成一對虛像，這兩個虛像之間的橫向剪切量為山傅氏鏡的焦距為f，探測器16上距離光軸距離為y的像素上獲得的干涉圖表達(dá)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種大孔徑多通道空間外差干涉光譜成像方法，其特征在于，該方法包括: 復(fù)合入射光經(jīng)過一次像面分割器，被分割為不同通道后，經(jīng)由預(yù)設(shè)反射與透射比例的分束器分為反射光與透射光； 所述反射光與透射光經(jīng)過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經(jīng)由反射鏡組反射至分束器；或者所述反射光經(jīng)過閃耀光柵組進行衍射后經(jīng)由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經(jīng)過射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后射入分束器；其中，所述反射鏡組包括:按照預(yù)設(shè)夾角設(shè)置的第一與第二反射鏡；所述閃耀光柵組包括:平行設(shè)置的第一與第二閃耀光柵； 所述分束器將所述反射光、透射光分別對應(yīng)的反射、透射至成像鏡； 所述成像鏡上得到具有橫向剪切量的干涉光，從而通過探測器得到干涉信息實現(xiàn)光譜成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，復(fù)合入射光經(jīng)由預(yù)設(shè)反射與透射比例的分束器分為反射光與透射光之前還包括: 復(fù)合入射光經(jīng)過前置光學(xué)系統(tǒng)成像在一次像面分割器上，所述一次像面分割器將入射光分解成不同的通道后經(jīng)由準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后進入所述分束器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反射光與透射光經(jīng)過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經(jīng)由反射鏡組反射至分束器包括: 被所述分束器反射的所述反射光到達(dá)所述第二反射鏡后被反射到所述第二閃耀光柵，所述第二閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第一閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經(jīng)由所述第一反射鏡反射至所述分束器； 被所述分束器透射的所述透射光到達(dá)所述第一反射鏡后被反射到所述第一閃耀光柵，所述第一閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第二閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經(jīng)由所述第二反射鏡反射至所述分束器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反射光經(jīng)過閃耀光柵組進行衍射后經(jīng)由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經(jīng)過射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后射入分束器包括: 被所述分束器反射的所述反射光到達(dá)所述第一閃耀光柵，所述第一閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第二閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再依次經(jīng)由第二反射鏡與第一反射鏡反射至所述分束器； 被所述分束器透射的所述透射光依次經(jīng)由第一反射鏡與第二反射鏡反射至所述第二閃耀光柵，所述第二閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第一閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，并射入所述分束器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述成像鏡上得到具有橫向剪切量的干涉光的橫向剪切量表示為: = Πα^
cos 6* 根據(jù)所述橫向剪切量獲得用于計算干涉圖的光程差，所述光程差的表達(dá)式為:
6.一種大孔徑多通道空間外差干涉光譜儀，其特征在于，該光譜儀包括:一次像面分割器、分束器、反射鏡組、閃耀光柵組、成像鏡與探測器； 所述一次像面分割器，用于將復(fù)合入射光進行不同通道的分割； 所述分束器中預(yù)設(shè)反射與透射比例，用于將分割后的入射光分為反射光與透射光； 所述反射光與透射光經(jīng)過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經(jīng)由反射鏡組反射至分束器；或者所述反射光經(jīng)過閃耀光柵組進行衍射后經(jīng)由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經(jīng)過射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后射入分束器；其中，所述反射鏡組包括:按照預(yù)設(shè)夾角設(shè)置的第一與第二反射鏡；所述閃耀光柵組包括:平行設(shè)置的第一與第二閃耀光柵； 所述分束器，還用于將所述反射光、透射光分別對應(yīng)的反射、透射至成像鏡； 所述成像鏡，用于得到具有橫向剪切量的干涉光； 所述探測器，用于通過探測得到干涉光的干涉信息來實現(xiàn)光譜成像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述光譜儀還包括:前置光學(xué)系統(tǒng)與準(zhǔn)直系統(tǒng)； 所述復(fù)合入射光經(jīng)過前置光學(xué)系統(tǒng)成像在一次像面分割器上，所述一次像面分割器將入射光分解成不同的通道后經(jīng)由準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后進入所述分束器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述反射光與透射光經(jīng)過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經(jīng)由反射鏡組反射至分束器包括: 被所述分束器反射的所述反射光到達(dá)所述第二反射鏡后被反射到所述第二閃耀光柵，所述第二閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第一閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經(jīng)由所述第一反射鏡反射至所述分束器； 被所述分束器透射的所述透射光到達(dá)所述第一反射鏡后被反射到所述第一閃耀光柵，所述第一閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第二閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經(jīng)由所述第二反射鏡反射至所述分束器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述反射光經(jīng)過閃耀光柵組進行衍射后經(jīng)由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經(jīng)過射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后射入分束器包括: 被所述分束器反射的所述反射光到達(dá)所述第一閃耀光柵，所述第一閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第二閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再依次經(jīng)由第二反射鏡與第一反射鏡反射至所述分束器； 被所述分束器透射的所述透射光依次經(jīng)由第一反射鏡與第二反射鏡反射至所述第二閃耀光柵，所述第二閃耀光柵的衍射光到達(dá)所述第一閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，并射入所述分束器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述成像鏡上得到具有橫向剪切量的干涉光的橫向剪切量表示為:
【文檔編號】G01J3/45GK103954361SQ201410178155
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】相里斌, 杜述松, 才啟勝, 張金剛, 譚政 申請人:中國科學(xué)院光電研究院
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