【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及干涉儀的光學系統(tǒng)，具體涉及一種offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、大氣風場是表征整個地球大氣系統(tǒng)動力學特征的重要參數(shù)，也是氣象預報、空間天氣、氣候?qū)W等領(lǐng)域業(yè)務工作和科學研究必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。被動光學遙感是大氣風場測量領(lǐng)域的主要技術(shù)手段之一。
2、目標區(qū)域557.7nm波段的氧原子綠線和630nm波段的氧原子紅線的大氣光源輻射，經(jīng)多普勒差分干涉儀系統(tǒng)，形成的干涉條紋成像在探測器上。根據(jù)干涉圖的相位信息得到譜線多普勒頻移量，最終獲得大氣風場信息。
3、參見《space?sci?rev.》，harlander等人發(fā)表的名稱為“michelsoninterferometer?for?global?high-resolution?thermospheric?imaging(mighti):monolithic?interferometer?design?and?test”，該系統(tǒng)采用透射式雙波段探測成像，通過堆疊鏡片實現(xiàn)高質(zhì)量成像，并選擇利用二向色鏡實現(xiàn)分光。由于選用透射式成像，為滿足遠距離臨邊探測要求，其光路較長體積較大。二向色鏡引入額外像差的同時，占據(jù)了成像光路額外體積。利用二向色鏡分光實現(xiàn)雙波段成像，增加系統(tǒng)中光學器件數(shù)量，結(jié)構(gòu)復雜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)是為了解決目前雙波段探測儀器結(jié)構(gòu)復雜元件冗余的問題，提供一種offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、
4、氣輝光經(jīng)分光鏡和前置成像鏡組進入干涉單元形成干涉條紋并經(jīng)offner型成像單元成像；
5、所述分光鏡前表面鍍增透膜，后表面鍍增反膜；
6、所述前置成像鏡組包括前置一鏡組、位于一次像面處的視場光闌和前置二鏡組；氣輝光經(jīng)分光鏡入射到前置一鏡組上，經(jīng)視場光闌進入前置二鏡組，氣輝光經(jīng)前置二鏡組入射干涉單元；
7、所述干涉單元包括分光棱鏡、第一擴視場棱鏡、第二擴視場棱鏡、第一中階梯光柵和第二中階梯光柵；
8、所述前置成像鏡組輸出的光線進入分光棱鏡，分光棱鏡通過透射將入射光線形成第一光束，通過反射將入射光線形成第二光束；
9、第一光束穿過第一擴視場棱鏡到達第一中階梯光柵發(fā)生衍射并反射，經(jīng)第一中階梯光柵衍射后的第一光束通過第一擴視場棱鏡再次進入分光棱鏡，并通過分光棱鏡反射；
10、第二光束穿過第二擴視場棱鏡到達第二中階梯光柵發(fā)生衍射并反射，經(jīng)第二中階梯光柵衍射后的第二光束通過第二擴視場棱鏡再次進入分光棱鏡，并通過分光棱鏡透射；
11、經(jīng)分光棱鏡反射出射的第一光束與經(jīng)分光棱鏡透射出射的第二光束在進入offner型成像單元前發(fā)生疊加干涉；兩束光經(jīng)疊加干涉后進入offner型成像單元；對干涉條紋圖像進行數(shù)據(jù)解析得到對應氣輝光所屬區(qū)域的風速信息；
12、所述準直光源包括標定光源和準直鏡；
13、當系統(tǒng)校準時，所述標定光源發(fā)出的光線經(jīng)過準直鏡準直后入射到分光鏡和前置成像鏡組進入干涉單元形成干涉條紋并經(jīng)offner型成像單元成像。
14、本專利技術(shù)的有益效果：
15、1、本專利技術(shù)的雙波段探測模式由offner型成像單元中的凸面光柵實現(xiàn)。相較于利用濾光片和二向色鏡實現(xiàn)雙波段探測，本專利技術(shù)中凸面光柵具備成像功能和分光功能。凸面光柵面型為球面，在offner型成像單元中作為球面反射鏡可以校正像差，作為衍射原件可用來分光，起到對557.7nm和630nm兩個波段光的剝離作用。
16、2、本專利技術(shù)利用offner成像反射式鏡組實現(xiàn)干涉儀后組成像。相較于透射式成像方案，offner型成像單元以更少的元件數(shù)量達到了透射式光路的功能，在同等成像條件下結(jié)構(gòu)簡單。
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1.一種Offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括分光鏡(1)、前置成像鏡組(2)、干涉單元(3)、Offner型成像單元(4)和準直光源(5)；
2.一種Offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征在于，所述第一中階梯光柵(34)和第二中階梯光柵(35)規(guī)格參數(shù)相同，光柵刻線數(shù)為64lp/mm。
3.一種Offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征在于，所述Offner型成像單元(4)包括Offner成像鏡組(41)、折轉(zhuǎn)反射鏡(42)和探測器(43)；
4.一種Offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)的工作過程為：557.7nm和630nm兩波段的氣輝光通過分光鏡(1)透射進入前置成像鏡組(2)，光線經(jīng)前置一鏡組(21)會聚至視場光闌(22)，繼而經(jīng)過前置二鏡組(23)入射進入干涉單元(3)，光線經(jīng)分光棱鏡(31)發(fā)生分束，兩束光各自經(jīng)過第一擴視場棱鏡(32)及第二擴視場棱鏡(33)分別到達第一中階梯光柵(34)和第二中階梯光柵(35)，經(jīng)第一中階梯光柵(34)的光線發(fā)生衍射并沿原光路
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括分光鏡(1)、前置成像鏡組(2)、干涉單元(3)、offner型成像單元(4)和準直光源(5)；
2.一種offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征在于，所述第一中階梯光柵(34)和第二中階梯光柵(35)規(guī)格參數(shù)相同，光柵刻線數(shù)為64lp/mm。
3.一種offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征在于，所述offner型成像單元(4)包括offner成像鏡組(41)、折轉(zhuǎn)反射鏡(42)和探測器(43)；
4.一種offner型分光式雙波段差分干涉測風系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)的工作過程為：557.7nm和630nm兩波段的氣輝光通過分光鏡(1)透射進入前置成像鏡組(2)，光線經(jīng)前置一鏡組(21)會聚至視場光闌(2...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：江倫，牛子孺，付蕓，李小明，張曉菲，董巖，宋延嵩，劉顯著，李響，張家齊，安巖，張磊，高亮，董科研，
申請(專利權(quán))人：長春理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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