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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：復合入射光經由預設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過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經由反射鏡組反射至分束器；或者所述反射光經過閃耀光柵組進行衍射后經由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經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光譜成像。通過采用本發明公開的成像方法與光譜儀，實現了采樣點數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
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學成像【技術領域】，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】
[0002]干涉光譜成像技術從調制方式上來分可分為:(I)時間調制、(2)空間調制和(3)時空聯合調制三種方式。
[0003](I)時間調制干涉光譜成像技術具有運動部件，相比較于空間調制干涉光譜技術
穩定性較差。
[0004](2)空間調制干涉光譜成像技術沒有運動部件，因而具有很好的穩定性，空間調制干涉光譜成像技術的典型例子是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系統11在一次像面12上獲取目標的圖像，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 (成像光學系統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式為:
【權利要求】
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: 復合入射光經過一次像面分割器，被分割為不同通道后，經由預設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過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經由反射鏡組反射至分束器；或者所述反射光經過閃耀光柵組進行衍射后經由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經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:按照預設夾角設置的第一與第二反射鏡；所述閃耀光柵組包括:平行設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光譜成像。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，復合入射光經由預設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: 復合入射光經過前置光學系統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由準直系統準直后進入所述分束器。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反射光與透射光經過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經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所述第一閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經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所述第二閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經由所述第二反射鏡反射至所述分束器。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反射光經過閃耀光柵組進行衍射后經由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經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所述第一閃耀光柵，所述第一閃耀光柵的衍射光到達所述第二閃耀光柵，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.根據權利要求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，用于將復合入射光進行不同通道的分割； 所述分束器中預設反射與透射比例，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過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經由反射鏡組反射至分束器；或者所述反射光經過閃耀光柵組進行衍射后經由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經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:按照預設夾角設置的第一與第二反射鏡；所述閃耀光柵組包括:平行設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光譜成像。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述光譜儀還包括:前置光學系統與準直系統； 所述復合入射光經過前置光學系統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由準直系統準直后進入所述分束器。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述反射光與透射光經過反射鏡組反射至閃耀光柵組進行衍射后再經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所述第一閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經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所述第二閃耀光柵，被衍射成多束相互平行的光線，再經由所述第二反射鏡反射至所述分束器。
9.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述反射光經過閃耀光柵組進行衍射后經由反射鏡組反射至分束器，所述透射光經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所述第一閃耀光柵，所述第一閃耀光柵的衍射光到達所述第二閃耀光柵，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.根據權利要求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 優先權日:2014年4月29日
【發明者】相里斌, 杜述松, 才啟勝, 張金剛, 譚政 申請人:中國科學院光電研究院