視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀，包括望遠(yuǎn)物鏡、視場(chǎng)分割棱鏡、干涉儀一、干涉儀二、準(zhǔn)直透鏡一、準(zhǔn)直透鏡二、傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二，視場(chǎng)分割棱鏡為尖角反射棱鏡，其設(shè)置于望遠(yuǎn)物鏡的像面處，視場(chǎng)分割棱鏡的頂點(diǎn)位于望遠(yuǎn)物鏡的光軸處；來(lái)自望遠(yuǎn)物鏡的光線由視場(chǎng)分割棱鏡的兩個(gè)反射面反射為兩路反射光線，分別通過準(zhǔn)直透鏡一和準(zhǔn)直透鏡二進(jìn)入干涉儀一和干涉儀二；傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二設(shè)置在干涉儀一和干涉儀二的出射光的光路中。本實(shí)用新型專利技術(shù)形成的兩個(gè)視場(chǎng)分別用于不同的光譜范圍，光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)利用率高，系統(tǒng)信噪比高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種光譜儀，尤其涉及一種可應(yīng)用在時(shí)空聯(lián)合調(diào)制干涉成像光譜儀中的視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀。
技術(shù)介紹
時(shí)空聯(lián)合調(diào)制干涉成像光譜技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)由干涉儀和傅里葉變換透鏡組成。高分辨率的時(shí)空聯(lián)合調(diào)制干涉成像光譜儀為減小干涉儀的體積和重量，在干涉儀前加入壓縮孔徑的望遠(yuǎn)系統(tǒng)(由望遠(yuǎn)物鏡和準(zhǔn)直鏡組成)，如圖1所示。時(shí)空聯(lián)合調(diào)制干涉成像光譜技術(shù)的視場(chǎng)一般為矩形視場(chǎng)，分為光譜方向和空間方向，光譜方向的長(zhǎng)度一般遠(yuǎn)小于空間方向的長(zhǎng)度，而光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)視場(chǎng)一般為圓形視場(chǎng)。此時(shí)，干涉成像光譜儀的光譜方向并未完全利用光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)。大幅寬的干涉成像光譜儀受制于探測(cè)器的面陣，需要探測(cè)器拼接，如圖2所示，由于探測(cè)器機(jī)械框的存在，無(wú)法直接進(jìn)行無(wú)縫拼接。而傳統(tǒng)的采用棱鏡分光拼接的方法，將光能量一分為二，分別接后續(xù)探測(cè)器，降低了進(jìn)入每個(gè)探測(cè)器的光能，從而降低了干涉成像光譜儀的信噪比。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)利用率高的視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀，同時(shí)為干涉型高光譜成像儀器提供了一種無(wú)能量損失的無(wú)縫視場(chǎng)拼接方法。本技術(shù)所提供的一種視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀，包括望遠(yuǎn)物鏡、視場(chǎng)分割棱鏡、準(zhǔn)直透鏡一、準(zhǔn)直透鏡二、干涉儀一、干涉儀二、傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二，其特殊之處在于:視場(chǎng)分割棱鏡為尖角反射棱鏡，設(shè)置于望遠(yuǎn)物鏡的像面處，視場(chǎng)分割棱鏡的頂點(diǎn)位于望遠(yuǎn)物鏡的光軸處；來(lái)自于望遠(yuǎn)物鏡的光線由視場(chǎng)分割棱鏡的兩個(gè)反射面反射為兩路反射光線，分別通過準(zhǔn)直透鏡一和準(zhǔn)直透鏡二進(jìn)入干涉儀一和干涉儀二 ；傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二設(shè)置在干涉儀一和干涉儀二的出射光的光路中。本技術(shù)的有益效果是:I)利用光譜儀的矩形視場(chǎng)(光譜方向小于空間方向)的特點(diǎn)，在系統(tǒng)的一次像面處，使用尖角反射棱鏡進(jìn)行視場(chǎng)分割，分割后分別形成兩個(gè)視場(chǎng)通道，可分別接后繼的干涉成像光譜探測(cè)系統(tǒng)，形成的兩個(gè)視場(chǎng)分別用于不同的光譜范圍，光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)利用率高，系統(tǒng)信噪比高；2)采用視場(chǎng)切割干涉成像光譜技術(shù)，通過視場(chǎng)分割棱鏡將視場(chǎng)沿光譜方向一分為二并通過反射引出到后繼系統(tǒng)，半視場(chǎng)的左側(cè)視場(chǎng)用于探測(cè)器一，另一半視場(chǎng)的右側(cè)用于探測(cè)器二，實(shí)現(xiàn)了干涉成像光譜技術(shù)的無(wú)能量損失的無(wú)縫視場(chǎng)拼接。【附圖說明】圖1為干涉成像光譜儀原理圖；圖2為干涉成像光譜儀有效視場(chǎng)與光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)的關(guān)系；圖3為本技術(shù)的視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀的原理圖；圖4為本技術(shù)應(yīng)用實(shí)例之一的原理圖；圖5為視場(chǎng)分割成像光譜技術(shù)用于無(wú)能量損失的無(wú)縫視場(chǎng)拼接原理圖。【具體實(shí)施方式】如圖3所示，本技術(shù)在望遠(yuǎn)物鏡I的一次像面處加入視場(chǎng)分割棱鏡2，視場(chǎng)分割棱鏡2的頂角角度決定后繼系統(tǒng)的空間位置分配。視場(chǎng)分割后，光線由視場(chǎng)分割棱鏡的兩個(gè)反射面反射為兩路光線，其中一路光線通過準(zhǔn)直透鏡一 3準(zhǔn)直后進(jìn)入干涉儀一 5和傅里葉變換透鏡一 7 ;另一路光線通過準(zhǔn)直透鏡二 4準(zhǔn)直后進(jìn)入干涉儀二 6與傅里葉變換透鏡二 8 ;傅里葉變換透鏡一 7與傅里葉變換透鏡二 8分別由各自探測(cè)器接收。視場(chǎng)分割時(shí)，需分別調(diào)整準(zhǔn)直鏡一、準(zhǔn)直鏡二的光軸，使其與望遠(yuǎn)物鏡某一軸外視場(chǎng)主光線經(jīng)視場(chǎng)分割棱鏡反射后的方向重合。系統(tǒng)推掃成像時(shí)，視場(chǎng)分割后的兩套干涉系統(tǒng)先后掃過目標(biāo)，時(shí)間差與準(zhǔn)直鏡一、準(zhǔn)直鏡二光軸調(diào)整時(shí)選取的望遠(yuǎn)物鏡軸外視場(chǎng)主光線相關(guān)。本技術(shù)的視場(chǎng)分割干涉成像光譜技術(shù)是利用光譜儀的矩形視場(chǎng)(光譜方向小于空間方向)的特點(diǎn)，在系統(tǒng)的一次像面處，使用尖角反射棱鏡進(jìn)行視場(chǎng)分割，分割后分別形成兩個(gè)視場(chǎng)通道，可分別接后繼的干涉成像光譜探測(cè)系統(tǒng)，其光路如圖3所示。分割后，視場(chǎng)一和視場(chǎng)二的光線分別被視場(chǎng)分割棱鏡向上和向下反射，進(jìn)入后繼光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過干涉儀和傅里葉變換透鏡，到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器。圖4給出了本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，即視場(chǎng)分割干涉成像光譜技術(shù)可用于擴(kuò)展譜段范圍，即視場(chǎng)一和視場(chǎng)二的系統(tǒng)分別用于不同的光譜范圍，例如視場(chǎng)一用于可見近紅外譜段，視場(chǎng)二用于短波紅外譜段。也可用于同譜段雙光路探測(cè)，提升系統(tǒng)信噪比。實(shí)例二:本技術(shù)的第二個(gè)應(yīng)用為無(wú)光能損失的視場(chǎng)無(wú)縫拼接技術(shù)。受制于探測(cè)器件的面陣尺寸，大幅寬干涉成像光譜儀器需要進(jìn)行視場(chǎng)拼接，由于探測(cè)器機(jī)械框的存在，無(wú)法直接進(jìn)行無(wú)縫拼接，而采用棱鏡分光的像面拼接方法，會(huì)使光能量一分為二，降低干涉成像光譜儀器的信噪比。采用視場(chǎng)分割干涉成像光譜技術(shù)，通過視場(chǎng)分割棱鏡將視場(chǎng)沿光譜方向一分為二并引出到后繼系統(tǒng)，半視場(chǎng)的左側(cè)視場(chǎng)用于探測(cè)器一，另一半視場(chǎng)的右側(cè)用于探測(cè)器二，如圖5所示。此視場(chǎng)分割干涉成像光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了干涉成像光譜技術(shù)的無(wú)能量損失的無(wú)縫視場(chǎng)拼接。【主權(quán)項(xiàng)】1.一種視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀，包括望遠(yuǎn)物鏡、視場(chǎng)分割棱鏡、干涉儀一、干涉儀二、準(zhǔn)直透鏡一、準(zhǔn)直透鏡二、傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二，其特征在于:視場(chǎng)分割棱鏡為尖角反射棱鏡，其設(shè)置于望遠(yuǎn)物鏡的像面處，視場(chǎng)分割棱鏡的頂點(diǎn)位于望遠(yuǎn)物鏡的光軸處；來(lái)自望遠(yuǎn)物鏡的光線由視場(chǎng)分割棱鏡的兩個(gè)反射面反射為兩路反射光線，分別通過準(zhǔn)直透鏡一和準(zhǔn)直透鏡二進(jìn)入干涉儀一和干涉儀二 ；傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二設(shè)置在干涉儀一和干涉儀二的出射光的光路中。【專利摘要】本技術(shù)提供一種視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀，包括望遠(yuǎn)物鏡、視場(chǎng)分割棱鏡、干涉儀一、干涉儀二、準(zhǔn)直透鏡一、準(zhǔn)直透鏡二、傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二，視場(chǎng)分割棱鏡為尖角反射棱鏡，其設(shè)置于望遠(yuǎn)物鏡的像面處，視場(chǎng)分割棱鏡的頂點(diǎn)位于望遠(yuǎn)物鏡的光軸處；來(lái)自望遠(yuǎn)物鏡的光線由視場(chǎng)分割棱鏡的兩個(gè)反射面反射為兩路反射光線，分別通過準(zhǔn)直透鏡一和準(zhǔn)直透鏡二進(jìn)入干涉儀一和干涉儀二；傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二設(shè)置在干涉儀一和干涉儀二的出射光的光路中。本技術(shù)形成的兩個(gè)視場(chǎng)分別用于不同的光譜范圍，光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)利用率高，系統(tǒng)信噪比高。【IPC分類】G01J3/45【公開號(hào)】CN204924441【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520637895【專利技術(shù)人】鄒純博, 白清蘭, 李立波, 胡炳樑, 劉學(xué)斌, 李思遠(yuǎn) 【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所【公開日】2015年12月30日【申請(qǐng)日】2015年8月21日本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種視場(chǎng)分割干涉成像光譜儀，包括望遠(yuǎn)物鏡、視場(chǎng)分割棱鏡、干涉儀一、干涉儀二、準(zhǔn)直透鏡一、準(zhǔn)直透鏡二、傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二，其特征在于：視場(chǎng)分割棱鏡為尖角反射棱鏡，其設(shè)置于望遠(yuǎn)物鏡的像面處，視場(chǎng)分割棱鏡的頂點(diǎn)位于望遠(yuǎn)物鏡的光軸處；來(lái)自望遠(yuǎn)物鏡的光線由視場(chǎng)分割棱鏡的兩個(gè)反射面反射為兩路反射光線，分別通過準(zhǔn)直透鏡一和準(zhǔn)直透鏡二進(jìn)入干涉儀一和干涉儀二；傅里葉變換透鏡一和傅里葉變換透鏡二設(shè)置在干涉儀一和干涉儀二的出射光的光路中。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒純博，白清蘭，李立波，胡炳樑，劉學(xué)斌，李思遠(yuǎn)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所，
類型：新型
國(guó)別省市：陜西;61