一种四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114739509A(43)申请公布日2022.07.12(21)申请号202210659168.8(22)申请日2022.06.13(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山街道八一路299号(72)发明人魏儒义(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师胡琦旖(51)Int.Cl.G01J3/02(2006.01)G01J3/06(2006.01)G01J3/28(2006.01)G01J3/45(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置及方法(57)摘要本发明属于光学技术领域，公开了一种四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置及方法。本发明通过在四边形共光路干涉仪中设置用于产生随时间变化的光程差的动镜扫描机构，使四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置工作于凝视观测模式。本发明能够使四边形共光路干涉光谱成像装置即保留共光路分光技术的优势，又获取高光谱分辨率。CN114739509ACN114739509A权利要求书1/2页1.一种四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，包括：四边形共光路干涉仪，所述四边形共光路干涉仪为非对称结构，所述四边形共光路干涉仪中设置有用于产生随时间变化的光程差的动镜扫描机构，所述四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置工作于凝视观测模式。2.根据权利要求1所述的四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，所述四边形共光路干涉仪包括半透半反分束器、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第一光程调节组件和第二光程调节组件；所述第一光程调节组件和所述第二光程调节组件组合构成所述动镜扫描机构，所述第一光程调节组件和所述第二光程调节组件分别置于干涉仪的两臂中，两臂分别产生第一光程和第二光程，所述第一光程和所述第二光程组合形成零光程差附近周期变化的光程差；目标光入射至所述四边形共光路干涉仪，经所述半透半反分束器后分为第一透射光束和第一反射光束；所述第一透射光束通过所述第一平面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第三平面反射镜和所述第一光程调节组件后再次返回至所述半透半反分束器，并经所述半透半反分束器分成第二透射光束和第二反射光束；所述第一反射光束通过所述第一平面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第三平面反射镜和所述第二光程调节组件后再次返回至所述半透半反分束器，并经所述半透半反分束器分成第三透射光束和第三反射光束；所述第二反射光束和所述第三透射光束沿第一方向出射，所述第二透射光束和所述第三反射光束沿第二方向出射。3.根据权利要求2所述的四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，所述第一光程调节组件、所述第二光程调节组件中的一个光程调节组件为动镜，另一个光程调节组件为定镜；作为动镜的光程调节组件包括光程调节器件和电机，该光程调节器件在所述电机的驱动下运动；作为定镜的光程调节组件仅包括光程调节器件。4.根据权利要求3所述的四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，作为动镜的光程调节组件中的光程调节器件包括第一棱镜和第二棱镜，作为定镜的光程调节组件中的光程调节器件包括第三棱镜和第四棱镜；光束通过所述第一棱镜、所述第二棱镜、所述第三棱镜、所述第四棱镜中的任一棱镜后的出射面均与入射面平行；所述第一棱镜和所述第二棱镜在所述电机的驱动下转动，所述电机的转动轴垂直于光束的传播方向；所述第三棱镜和所述第四棱镜的姿态相对于光束垂直入射面具有一定角度的倾斜，用于补偿零位色散效应且增加过零光程差位置。5.根据权利要求2所述的四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，所述第一光程调节组件和所述第二光程调节组件均为动镜，所述第一光程调节组件包括第一光程调节器件和第一电机，所述第二光程调节组件包括第二光程调节器件和第二电机；所述第一光程调节器件在所述第一电机的驱动下运动，所述第二光程调节器件在所述第二电机的驱动下运动。6.根据权利要求5所述的四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，所述动镜的运动方式为转动、摆动、直线运动中的一种。7.根据权利要求2所述的四边形共光路时间调制干涉光谱成像装置，其特征在于，还包括：会聚组件、探测采集模块和信号处理模块；所述探测采集模块的靶面位于所述会聚组件的后焦面上，所述信号处理模块与所述探测采集模块连接；所述会聚组件用于将所述四边2CN114739509A权利要求书2/2页形共光路干涉仪出射的光束形成干涉，并成像至所述探测采集模块上；所述探测采集模块用于将不同时刻的干涉条纹信号进行采样收集，并转换为电信号，得到探测信息；所述信号处理模块用于根据所述探测信息进行光谱复原，得到光谱信息