[發(fā)明專利]基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410086376.9
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103913234A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁靜秋;梁中翥;王維彪;呂金光;田超;秦余欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/02;G02B27/10
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

1.基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀，包括前置成像系統(tǒng)（1）、干涉系統(tǒng)（2）、后置成像縮束系統(tǒng)（3）和焦平面探測器（4）；其特征是，所述干涉系統(tǒng)（2）包括多級階梯微反射鏡（7）片狀分束器（6）、補償板（8）和平面反射鏡（5）；目標物體發(fā)出的光經(jīng)前置成像系統(tǒng)（1）和片狀分束器（6）后，形成兩束光，一束光經(jīng)片狀分束器（6）反射至平面反射鏡（5）上成像為第一像點，另一束光經(jīng)片狀分束器（6）透射后經(jīng)補償板（8）在多級階梯微反射鏡的某個階梯反射面上成像為第二像點；

所述第一像點的光經(jīng)片狀分束器（6）透射至后置成像縮束系統(tǒng)（3）成像，第二像點的光經(jīng)補償板（8）至片狀分束器（6）反射后，在后置成像縮束系統(tǒng)（3）成像，所述后置成像縮束系統(tǒng)（3）的像由焦平面探測器接收。

所述設(shè)定多級階梯微反射鏡的階梯高度為d，在第n個階梯反射面所對應(yīng)的視場角范圍內(nèi)，目標物體在第n個階梯微反射面所成的像與目標物體在第n個階梯反射面的鏡像位置所成的虛像之間的光程差，用公式一表示為：

公式一、δ＝2nd；

設(shè)定多級階梯微反射鏡的反射面寬度為a，紅外成像光譜儀的飛行高度為H，前置成像系統(tǒng)（1）的焦距為f'，則相鄰像點間的距離為a，獲得相鄰目標物體點間的距離用公式二表示為：

公式二、Δh＝Ha/f'；

設(shè)定多級階梯微反射鏡（7）的對角線長度為h，前置成像系統(tǒng)（1）的視場角為：2w=2arctan(h2f′).]]>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀，其特征在于，所述焦平面探測器為紅外CCD，所述紅外CCD接收后置成像縮束系統(tǒng)的成像信息，對成像信息經(jīng)過一個窗掃模式后，使目標物體完成在多級階梯微反射鏡所有的階梯反射面上的成像過程；對獲得的多幀圖像進行剪切和拼接，獲得目標物體的干涉圖序列，并對所述干涉圖序列進行傅里葉變換，獲得目標物體的光譜圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀，其特征在于，所述前置成像系統(tǒng)采用五片透射式球面鏡結(jié)構(gòu)，后置成像縮束系統(tǒng)采用七片透射式球面鏡結(jié)構(gòu)，所述球面鏡的材料為硅和鍺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀，其特征在于，所述片狀分束器（6）和補償板（8）的材料均采用ZnSe，一面鍍紅外半反半透膜，另一面鍍紅外增透膜；所述補償板（8）的兩面分別鍍紅外增透膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀，其特征在于，設(shè)定成像光譜儀的運行速度為v，則對目標物體進行拍攝取樣的時間間隔為：ΔT＝Δh/v；其中，Δh為相鄰物點間的距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多級微反射鏡的傅里葉變換紅外成像光譜儀，其特征在于，所述的多級階梯微反射鏡（7）的單個階梯高度范圍在1nm-50μm之間，采用MOEMS技術(shù)或光學加工方法制作，所述多級微反射鏡（7）的階梯高度誤差小于階梯高度的5%。