基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105318969A(43)申请公布日2016.02.10(21)申请号201510662830.5(22)申请日2015.10.13(71)申请人西安应用光学研究所地址710065陕西省西安市雁塔区电子三路西段九号(72)发明人孟合民高教波赵宇洁范喆王楠张茗璇李宇张磊张芳(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.G01J3/45(2006.01)G01J3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪(57)摘要本发明提出一种基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪，包括旋转平台、分束器、第一直角反射镜、第二直角反射镜、成像物镜、面阵探测器、控制与信息处理模块；分束器、第一直角反射镜、第二直角反射镜、成像物镜、面阵探测器均安装在旋转平台上；控制与信息处理模块控制旋转平台和面阵探测器，并接收面阵探测器信号。本发明利用静态迈克尔逊干涉原理，其中一个直角反射镜在垂直光轴方向上的错位布置，实现光束的横向剪切分光。在推扫或转动扫描模式下完成空间和光谱信息“数据立方体”的获取。CN105318969ACN105318969A权利要求书1/1页1.一种基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪，其特征在于：包括旋转平台、分束器、第一直角反射镜、第二直角反射镜、成像物镜、面阵探测器、控制与信息处理模块；分束器、第一直角反射镜、第二直角反射镜、成像物镜、面阵探测器均安装在旋转平台上；控制与信息处理模块控制旋转平台和面阵探测器，并接收面阵探测器信号；第一直角反射镜和第二直角反射镜均是由两个平面反射镜以90°角胶合而成；红外干涉成像光谱仪的光轴过分束器中心，且与分束器的分光面成45°角；第一直角反射镜、第二直角反射镜布置在分束器两侧；沿红外干涉成像光谱仪的光轴入射的入射光经分束器分成第一反射光和第一透射光；第一反射光经第一直角反射镜反射后，再经分束器分成第二反射光和第二透射光；第一透射光经第二直角反射镜反射后，再经分束器分成第三反射光和第三透射光；第二透射光和第三反射光存在横向剪切量，并入射成像物镜，后会聚在面阵探测器上的同一点并发生干涉。2.根据权利要求1所述一种基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪，其特征在于：分束器由分光镜和补偿镜组成，分光镜与补偿镜材料、厚度相同；分光镜与补偿镜贴合的一面镀分光膜，分光镜另一面以及补偿镜的两个面镀增透膜。3.根据权利要求1所述一种基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪，其特征在于：分束器为单片红外光学玻璃平板，红外光学玻璃平板两面均为一半镀分光膜，另一半镀增透膜，且一面的分光膜与另一面的增透膜位置对应。4.根据权利要求2或3所述一种基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪，其特征在于：分束器上所镀的分光膜为红外宽波段的等比消偏振分光膜系。5.根据权利要求4所述一种基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪，其特征在于：面阵探测器为中波和/或长波红外波段的探测器。2CN105318969A说明书1/4页基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪技术领域[0001]本发明涉及成像光谱技术领域，尤其涉及一种静态、高通量的基于双平面直角反射镜的红外干涉成像光谱仪。背景技术[0002]干涉成像光谱技术，相对于传统色散分光成像光谱技术，拥有高通量、高信噪比的优势，特别适用于常温目标辐射较弱的红外波段，在工农业生产、环境监测、物质鉴别等领域有广泛应用。[0003]1991年，法国太空空间与战略系统分部就研制出迈克尔逊干涉型时间调制傅里叶变换成像光谱仪【DSimenoni.Newconceptforhigh-compactimagingFouriertransformspectrometer(IFTS)[C].SPIE,1991,1479:127-138】，该成像光谱仪采用线性往复扫描方式，稳定性差，工艺复杂。[0004]2004年象山星旗电器科技有限公司提出了窗扫静态红外傅里叶变换成像光谱仪系统【中国专利，申请号：201420381552.7】，采用静态迈克尔逊干涉原理，使用错位布置的立体角反射镜使光束产生横向剪切，前置摆镜。该系统使用立体角反射镜减小了光学元件间的限制，便于光学设计和像差校正，但是立体角反射镜的圆形有效口径与光束在该处的矩形投影不匹配，需要较大口径的立体角反射镜否则会产生渐晕，进而影响反演光谱的准确性。[0005]2005年，中科院西安光学精密机械研究所提出了高稳定度干涉成像光谱仪的成像方法及实现该方法的光谱仪【中国专利，申请号：200510096119.4】，该技术使用“角反射镜+斜面转镜”构成变形的时间调制型迈克尔逊干