[發(fā)明專利]色散剪切像面干涉超光譜成像裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210563015.X
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103063304A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建欣;孟鑫;孫宇聲;徐婷婷;郭仁慧;沈華;馬駿;朱日宏;陳磊;何勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種色散剪切像面干涉超光譜成像裝置，其特征在于包括沿光路方向依次放置的前置光學系統(tǒng)(1)、Sagnac色散剪切分束系統(tǒng)(2)、成像系統(tǒng)(3)和信號處理系統(tǒng)(4)；其中，前置光學系統(tǒng)(1)包括沿光路方向依次設(shè)置的前置成像物鏡(11)和準直物鏡(12)，前置成像物鏡(11)的像面和準直物鏡(12)的前焦面重合；Sagnac色散剪切分束系統(tǒng)(2)包括共光軸順時針依次設(shè)置的分束器(21)、第一衍射光柵(24)、第一高反鏡(22)、第二高反鏡(23)、第二衍射光柵(25)；成像系統(tǒng)(3)包括沿光路方向依次設(shè)置的成像物鏡(31)、探測器(32)，其中探測器(32)的靶面位于成像物鏡(31)的后焦面上；信號處理系統(tǒng)(4)與探測器(32)相連；所有光學元件相對于基底同軸等高，即相對于光學平臺或儀器底座同軸等高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色散剪切像面干涉超光譜成像裝置，其特征在于Sagnac色散剪切分束系統(tǒng)(2)內(nèi)光路走向如下：前置光學系統(tǒng)(1)形成的準直光束經(jīng)過分束器(21)后形成第一反射光和第一透射光兩支：第一反射光首先入射到第一衍射光柵(24)，發(fā)生衍射，出射光束形成發(fā)散光，發(fā)散角度隨波數(shù)變化，隨后經(jīng)過第一高反鏡(22)和第二高反鏡(23)，入射到第二衍射光柵(25)，發(fā)散光束經(jīng)過第二衍射光柵(25)后，形成平行光束，入射到分束器(21)，形成第二反射光和第二透射光兩支，其中第二反射光進入成像系統(tǒng)(3)；第一透射光首先入射到第二衍射光柵(25)，發(fā)生衍射，出射光束形成發(fā)散光，發(fā)散角度隨波數(shù)變化，隨后經(jīng)過第二高反鏡(23)和第一高反鏡(22)，入射到第一衍射光柵(24)，發(fā)散光束經(jīng)過第一衍射光柵(24)后，形成平行光束，入射到分束器(21)，形成第三反射光和第三透射光兩支，其中第三透射光束進入成像系統(tǒng)(3)。

3.一種基于權(quán)利要求1所述色散剪切像面干涉超光譜成像裝置的成像方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，來自目標各點的入射光進入前置光學系統(tǒng)(1)，確定目標視場，消除雜散光并形成準直光束；

第二步，形成的準直光束進入Sagnac色散剪切分束系統(tǒng)(2)的分束器(21)，被橫向剪切一分為二，形成剪切距離隨波數(shù)變化的兩束光；

第三步，被Sagnac色散剪切分束系統(tǒng)(2)剪切開的兩束光進入成像系統(tǒng)(3)的成像物鏡(31)，在成像物鏡(31)后焦面處的探測器(32)靶面上得到攜帶有干涉信息的目標圖像；推掃目標，改變剪切開的兩束光通過成像物鏡(31)到達探測器(32)的光程差范圍，在探測器(32)的靶面上產(chǎn)生與變化光程差范圍對應(yīng)的攜帶有干涉信息的目標圖像，并將攜帶有干涉信息的目標圖像轉(zhuǎn)化為電信號進入信號處理系統(tǒng)(4)；

第四步，信號處理系統(tǒng)(4)從收到的電信號中提取目標各點不同光程差下的干涉數(shù)據(jù)，對干涉數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到復(fù)原的目標圖像，從而得到目標各點的光譜信息及各個譜段的二維圖像信息。