[發(fā)明專利]一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)及裝調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310684017.9
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103759830A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅海燕;李雙;熊偉;施海亮;洪津
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G02B7/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)儀器，尤其是一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)及裝調(diào)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的空間外差干涉型光譜儀可對探測區(qū)域內(nèi)光譜信號進(jìn)行均勻調(diào)制，在焦面的任意行（光譜維）都可以得到該區(qū)域的干涉圖，且焦面上每一行干涉信息相同。在光譜反演精度所需信噪比允許的條件下，將該光譜儀進(jìn)行分視場成像，可在獲取極高光譜分辨率的同時得到較高的空間分辨率，應(yīng)用于測量目標(biāo)區(qū)域內(nèi)光譜信號的微量變化以及信號的空間定位。

傳統(tǒng)的空間外差干涉型光譜儀僅需要對兩臂光柵刻線方向同焦面行/列進(jìn)行方向一致性調(diào)節(jié)，儀器的空間分辨率由準(zhǔn)直鏡頭物方數(shù)值孔徑角決定，不具備細(xì)分空間的功能。分視場空間外差干涉型光譜儀要求柱面鏡母線方向/分視場方向、光柵刻線方向以及焦面行/列方向一致，儀器空間分辨率由前置功能鏡頭空間維成像能力以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理決定。對于M×N的焦面，分視場空間外差干涉型光譜儀理論可獲取的空間分辨率為儀器入射視場的1/M或1/N倍，在光譜分辨率不變的條件下極大地提高了光譜儀的空間分辨率。

專利號ZL200910185001.7（授權(quán)公告號CN?101699328?B《一種空間外差干涉儀中光柵膠合的裝調(diào)機構(gòu)》）僅能實現(xiàn)儀器光柵刻線與焦面行/列方向一致性調(diào)節(jié)，無法在滿足焦面行/列方向性要求的同時滿足前置望遠(yuǎn)柱面鏡組母線方向的一致性。均勻面光源對分視場空間外差干涉型光譜儀的前置功能鏡頭照明時，依據(jù)儀器光學(xué)原理無法在光柵/焦面上得到柱面鏡組母線方向的信息，無法對其方向進(jìn)行判別定位。

微小視場平行光代替成像鏡頭入射至干涉儀組件，將光柵刻線方向轉(zhuǎn)變?yōu)楦缮鏃l紋方向，儀器入瞳處空間維將干涉條紋進(jìn)行壓縮，光譜維則對干涉條紋進(jìn)行比例縮放。因此，可在儀器入瞳處放置焦面實時監(jiān)測前置望遠(yuǎn)柱面鏡組母線方向，即干涉圖壓縮方向與干涉條紋方向是否一致。以前置功能鏡頭光軸為旋轉(zhuǎn)中心，利用微調(diào)工裝對柱面鏡組母線方向整體調(diào)節(jié)，實現(xiàn)以光柵刻線方向為基準(zhǔn)對柱面母線方向的調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)及裝調(diào)方法，以解決已有技術(shù)中空間外差干涉型光譜儀無法細(xì)分視場的技術(shù)問題，以及傳統(tǒng)的空間外差干涉型光譜儀裝調(diào)方法無法判別前置望遠(yuǎn)柱面鏡組母線方向與光柵刻線方向一致性的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)，包括有分視場空間外差干涉型光譜儀，所述的分視場空間外差干涉型光譜儀包括有依次設(shè)置的儀器入瞳、前置望遠(yuǎn)柱面鏡組、中間光闌、前置準(zhǔn)直鏡組、干涉儀組件，所述的干涉儀組件兩臂分別設(shè)置有光柵，兩光柵呈一定夾角，干涉儀組件下方設(shè)置成像鏡頭，成像鏡頭下設(shè)有焦面；所述的中間光闌為光譜維前置望遠(yuǎn)柱面鏡組的視場光闌，同時為空間維前置準(zhǔn)直鏡組的入瞳孔徑；前置望遠(yuǎn)柱面鏡組包含兩個或兩個以上的柱面鏡，其中每個柱面鏡有獨立的子鏡座，可調(diào)節(jié)各柱面鏡母線的相對一致性；前置望遠(yuǎn)柱面鏡組整體母線方向可實現(xiàn)同時調(diào)節(jié)。

所述的一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的前置望遠(yuǎn)柱面鏡組在光譜維實現(xiàn)對有限或無窮遠(yuǎn)景物成像于中間光闌，在空間維柱面鏡組無光焦度，相當(dāng)于光學(xué)平板玻璃。

所述的一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的前置望遠(yuǎn)柱面鏡組和前置準(zhǔn)直鏡組構(gòu)成前置功能鏡頭，前置功能鏡頭在空間維實現(xiàn)對有限或無窮遠(yuǎn)景物成像于光柵，在光譜維對有限或無窮遠(yuǎn)處光源可均勻照明光柵。

所述的一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的干涉儀組件是對空間維不同視場區(qū)域內(nèi)的光譜信號進(jìn)行空間干涉調(diào)制，并在定域面形成空間維不同視場區(qū)域相應(yīng)的干涉條紋。

所述的一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的成像鏡頭是對定域面處形成的干涉條紋進(jìn)行比例縮放成像在焦面上，其縮放比由光柵有效照明區(qū)域和焦面大小決定，其中，焦面行數(shù)決定了分視場空間外差干涉型光譜儀的極限分視場能力，焦面列數(shù)限定光譜儀的光譜分辨能力。

所述的一種分視場空間外差干涉型光譜儀的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的成像鏡頭為準(zhǔn)雙遠(yuǎn)心鏡頭，離焦不會改變鏡頭的縮放比，從而保證儀器的光譜分辨能力不變。

一種分視場空間外差干涉型光譜儀的裝調(diào)方法，其特征在于：所述的前置望遠(yuǎn)柱面鏡組母線方向、光柵刻線方向以及焦面行/列的方向要求一致，包括以下步驟：

（1）調(diào)節(jié)干涉儀組件光柵刻線方向與焦面行/列的方向的一致性；

a）成像鏡頭和前置準(zhǔn)直鏡頭為旋轉(zhuǎn)對稱鏡頭，無方向性；