[發明專利]新型雙動鏡干涉儀

無效

• 申請號: 200810017884.6
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101251420A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 楊慶華
• 申請（專利權）人: 楊慶華
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種干涉儀，具體涉及一種應用于高光譜分辨率傅里葉變換光譜儀的新型雙動鏡干涉儀。

背景技術

邁克爾遜(Michelson)干涉儀由一個分束器、一個固定的平面反射鏡和一個掃描平面反射鏡構成；動鏡和定鏡正交，它們與分束器的夾角均為45度；分束器與入射光束的夾角也為45度。這種干涉儀的性能主要取決于動鏡對分束器所成虛像與定鏡是否嚴格保持平行。傅里葉變換光譜儀具有高光譜分辨率、高通量、多通道等優點。影響邁克爾遜干涉儀在傅里葉光譜儀中應用的最大問題是動鏡在掃描過程中的傾斜問題，尤其是在紫外光譜工作區和高分辨率傅里葉光譜儀的應用中。

使用貓眼鏡(cat’s-eye?retroreflector)或角反射體(cube-corner?mirrors)代替平面動鏡是兩種解決辦法。如果貓眼鏡或角反射體各方面的性能都很理想，就可以很好地解決平面動鏡的傾斜問題，但同時存在橫向偏移問題而限制了其應用。另外一種辦法是使用動態校正伺服系統，但分辨率越高，這種校正系統的失靈概率就越高，而且該系統對機械振動引起的擾動非常敏感。

還有一種解決辦法是采用轉鏡或擺鏡代替做直線運動的動鏡，雖然可以消除平面動鏡傾斜帶來的誤差，而且提高了穩定性和可靠性，但其產生的光程差與轉角為非線性關系，只適用于低分辨率光譜儀。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型雙動鏡干涉儀，動鏡移動較小的距離即可獲得較大的光程差，其解決了背景技術中動鏡傾斜以及貓眼鏡或角反射體橫移的技術問題，在傅里葉變換光譜儀的應用中相對于邁克爾遜干涉儀大大地提高了精度，而且在動鏡位移相同時能夠獲得更大的光程差。

本發明的技術解決方案是：

一種新型雙動鏡干涉儀，包括30度角設置在入射光束光路上的一個分束器，該分束器適于從一個入射光束產生一個第一和一個第二光束；還包括設置在分束器反射光束光路上的第一平面鏡和設置在分束器透射光束光路上的第二平面鏡，所述的第一平面鏡和第二平面鏡與分束器之間的夾角均為30度；還包括設置在光束光路上的第一動鏡和第二動鏡、以及探測器和將經第一動鏡和第二動鏡反射的光束會聚到探測器上的收集鏡。

其特征在于：

所述的第一動鏡位于所述第一平面鏡的反射光束光路上，所述的第二動鏡位于所述第二平面鏡的反射光束光路上，它們均為平面反射鏡；所述的第一動鏡和第二動鏡被一個剛性結構背靠背地平行固定在一起，作為一個單獨的運動部件；所述的第一動鏡和第二動鏡之間的距離幾乎為零，它們的反射面處于相反的方向；所述的第一動鏡、第二動鏡、分束器之間相互平行，它們與入射平行光束之間的夾角均為30度；所述的第一動鏡和第二動鏡沿分束器的法線方向做直線往復運動。

所述的第一平面鏡和入射光束相互平行，所述的第二平面鏡與入射光束之間的夾角為60度；所述的第一平面鏡、第二平面鏡與分束器之間的夾角均為30度；所述的分束器、第一平面鏡、第二平面鏡、第一動鏡、第二動鏡的中心位于同一個平面內。

若上述的分束器沿入射光束方向上第二面為半反射面，則在該分束器與第二平面鏡之間的光路上還設置有同時補償各種波長光程差的補償板；該補償板與分束器完全相同且平行放置；此時第一平面鏡和第二平面鏡關于分束器的半反射面對稱，分束器的半反射面、第一平面鏡、第二平面鏡的中心位于等邊三角形的三個頂點上。

若上述的分束器沿入射光束方向上第一面為半反射面，則在該分束器與第一平面鏡之間的光路上還設置有同時補償各種波長光程差的補償板；該補償板與分束器完全相同且平行放置；此時第一平面鏡和第二平面鏡關于分束器的半反射面對稱，分束器的半反射面、第一平面鏡、第二平面鏡的中心位于等邊三角形的三個頂點上。

上述的收集鏡可為會聚透鏡或會聚透鏡組。

本發明的優點在于：

1.光程差為雙動鏡位移(相對于其零光程差位置)的4倍，即雙動鏡移動較小的距離即可獲得較大的光程差，適用于各種光譜工作區的高光譜分辨率光譜儀。

2.該干涉儀對動鏡傾斜不敏感，即雙動鏡輕微的傾斜對所得干涉圖的調制度和相位影響較小。

3.固定第一動鏡和第二動鏡的剛性結構非常簡單，其受溫度變化的影響極小。

4.該干涉儀結構緊湊、體積小、成本低。

附圖說明

圖1為本發明光學結構原理示意圖；

圖2為本發明光學結構原理分析圖；圖中M1′為第一動鏡在第一平面鏡中的虛像，M2′為第二動鏡在第二平面鏡中的虛像。