[發明專利]模塊化分體式Sagnac干涉儀

無效

• 申請號: 201010198063.4
• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN101871816A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 袁艷;相里斌;李立英;李飛;李思遠
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種Sagnac干涉儀，尤其涉及一種模塊化分體式Sagnac干涉儀。

背景技術

Sagnac干涉儀是一種三角共光路的橫向剪切干涉儀，由一片分束板和兩片反射鏡組成，兩片反射鏡關于分束板非對稱放置，能夠將一束入射平行光沿垂直于光軸的方向剪切為兩束互相平行的相干光，相干光的光程差與Sagnac干涉儀的剪切量以及入射光的入射角有關，所以Sagnac干涉儀廣泛用于干涉測量以及成像光譜儀中作為分光元件。

如圖1所示，Sagnac干涉儀的原理是：圖中S為狹縫，狹縫S內各點發出的平行光束入射到分束板BS上，被分束板BS分成兩束光，分別為反射光束和透射光束，反射光束經反射鏡M2、反射鏡M1和分束板BS反射下行，透射光束經反射鏡M1、反射鏡M2和分束板BS透射下行，由于M2從與M1關于BS對稱位置平移一段距離l’，使得下行的兩束光不再重合，而是沿著垂直于光軸的方向產生一定距離，這兩束光可以產生干涉，經過透鏡L1后在像面P處產生干涉條紋。

在現有技術的干涉成像光譜儀中，Sagnac干涉儀可以采用實體式和分體式兩種形式：

如圖2a所示，實體式Sagnac干涉儀由兩塊半五角棱鏡膠合而成，膠合面上鍍分束膜，干涉儀外側斜面鍍反射膜，入射面和出射面鍍增透膜。結構緊湊、穩定性好，但適用于入射光束孔徑和入射角度不太大的情況，特別的，適用于工作在可見光和近紅外波段；

如圖2b所示，分體式Sagnac干涉儀由一塊立方棱鏡1和兩塊反射鏡2、3構成，立方棱鏡1由兩塊完全一樣的三棱鏡膠合而成，膠合面鍍分束膜，入射面和出射面鍍增透膜，反射鏡面鍍反射膜。兩塊反射鏡2、3分別位于分束膜的兩側，與分束膜的夾角均為22.5°，兩塊反射鏡2、3關于分束膜非對稱放置。分體式Sagnac干涉儀雖然結構復雜，但適用光譜范圍寬，可以延伸至短波紅外波段，而且對于入射孔徑和入射角的要求沒有限制。

作為空間調制Fourier變換成像光譜儀的核心部件，Sagnac干涉儀的幾何變形及其光學面形變化將導致干涉條紋調制度下降以及干涉條紋變形，造成成像光譜儀數據質量退化，影響成像光譜儀的正常使用。對于分體式Sagnac干涉儀來說，在干涉儀組合過程中，要保證各工作面的光學面形不會發生變形，還要保證在成像光譜儀工作過程中，兩塊反射鏡面相對于分束板的距離和角度不會發生改變。

上述現有技術至少存在以下缺點：

由于分體Sagnac干涉儀由一塊立方棱鏡和兩塊反射鏡組成，在實驗室原理樣機狀態時，往往采用分立狀態，即各光學元件分別夾持后，安裝在一個共同的基座上，它們相互之間的位置和角度通過調整環節和精密儀器監測來實現。這種組合方式雖然加工簡單、調整和維護方便，但結構不夠緊湊、穩定性和重復性較差，對于振動、沖擊等力學環境和溫度環境的適應性也較差，不適于應用于機載和星載Fourier變換成像光譜儀中。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構緊湊、加工裝調工藝性好、穩定性和重復精度高、空間環境適應性好的模塊化分體式Sagnac干涉儀。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的模塊化分體式Sagnac干涉儀，包括由兩塊三棱鏡膠合而成的立方棱鏡和兩塊反射鏡，所述立方棱鏡的上下非通光面分別粘接玻璃墊板，其中一面的玻璃墊板上裝有金屬鏡座，構成立方棱鏡組件；

所述兩塊反射鏡分別裝入各自的金屬鏡框中，構成兩組反射鏡組件；

還包括箱體，所述箱體上設有所述立方棱鏡組件和兩組反射鏡組件的安裝孔；

所述立方棱鏡組件和兩組反射鏡組件分別裝入所述箱體上對應的安裝孔中，構成模塊化分體式Sagnac干涉儀。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的模塊化分體式Sagnac干涉儀，由于將干涉儀各光學元件形成安裝模塊，各模塊組合在一起后形成高穩定性的干涉儀整體，特別適合機載和星載Fourier變換成像光譜儀中使用。結構緊湊、加工裝調工藝性好、穩定性和重復精度高、空間環境適應性好。

附圖說明

圖1為現有技術中Sagnac干涉儀原理圖；

圖2a、圖2b分別為現有技術中實體Sagnac干涉儀和分體Sagnac干涉儀的光學構成示意圖；

圖3a為本發明中立方棱鏡組件的立面結構示意圖；

圖3b為圖3a的A-A向剖視圖；

圖4a為本發明中反射鏡組件的結構示意圖；

圖4b為本發明中反射鏡組件的安裝法蘭的結構示意圖；

圖5a為本發明中箱體的結構示意圖一；

圖5b為本發明中箱體的結構示意圖二；