[實用新型]一種橫向剪切干涉儀

有效

• 申請號: 201520384168.7
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN204788665U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 白清蘭;馮玉濤;李立波;鄒純博;孫劍;孫鑫;閆鵬;石大蓮;胡柄樑
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本實用新型涉及一種棱鏡橫向剪切干涉儀，尤其涉及一種等腰屋脊棱鏡橫向剪切干涉儀。

背景技術

高通量靜態傅里葉變換成像光譜技術是目前國際上的研究熱點，這類成像光譜儀其中的一種實現方式是在平行光路中放置橫向剪切干涉儀實現等傾干涉成像，這種干涉成像的實現方式不受光學系統相對孔徑的制約及干涉域和成像面始終共面的技術特點，因而可實現大相對孔徑高靈敏度的干涉光譜探測。

常用于這類光譜成像的橫向剪切干涉儀多采用具有分束面的基于分振幅干涉的方式實現，結構型式有基于循環回路的Sagnac干涉儀，以Michelson干涉儀為基礎的采用直角反射鏡(或直角反射棱鏡)或三面直角反射鏡(或角錐棱鏡)的干涉儀以及改進的Mach-Zehnder干涉儀。

基于循環回路的Sagnac干涉儀由于其共光路的技術特點從而可實現穩定的干涉圖而廣泛地應用于航天遙感儀器中，這種干涉儀分束與合束的兩路光束走過相同的路徑，從出射面出射的兩束光其中一束兩次透過分束面，另一束光從分束面兩次反射，因此要求分束面要嚴格實現分光比及消偏振，這使得實現寬譜段分光的分光膜系設計實現非常嚴格，分光比及消偏振差異會使兩出射光束強度不相等并因此降低了干涉分光效率。

基于Michelson光路的橫向剪切干涉儀產生的兩束光在分束與合束的光路過程中分別透射一次和反射一次，因而兩束出射光可實現等強度干涉，對分光膜系的要求較低，干涉效率高。當這種干涉儀采用實體形式的棱鏡方式實現時具有結構緊湊，穩定性好，結構件夾持容易的技術特點，但實現縱向等光程膠合會非常嚴格甚至難以保證。

基于Mach-Zehnder橫向剪切干涉儀的光路布局方式有很大的靈活性，并且這種光路具有雙端入射和出射的特點，是一種非常有發展前途的干涉儀類型。

經典的Mach-Zehnder橫向剪切干涉儀常采用偏轉反射鏡的方式實現，這種方式無法實現平行光路中的等傾干涉，改進的Mach-Zehnder干涉儀將反射鏡改為雙反射鏡來實現平行光路中的橫向剪切。同樣，Mach-Zehnder干涉儀也可以采用組合棱鏡的實體干涉儀方式來實現，從而保證其穩定性。組合棱鏡的實現方式需要采用多次膠合的方式實現，而多次膠合帶來的膠合誤差同樣會帶來干涉圖的偏差。

基于上述棱鏡Michelson光路和Mach-Zehnder光路的橫向剪切干涉儀其剪切方向及光路走向均在主截面內實現，因此在實現橫向剪切的膠合過程調整時殘留的對齊誤差會同時引入縱向光程差從而帶來難以調整的干涉圖的零位誤差。

實用新型內容

本實用新型提出了一種橫向剪切干涉儀，可方便準確地實現干涉儀的膠合與剪切量的調整，同時具有棱鏡形式簡單加工容易等特點。

本實用新型的技術方案如下：

橫向剪切干涉儀，其特殊之處在于：包括兩個相同的等腰屋脊棱鏡，

等腰屋脊棱鏡包括側面一和與側面一相鄰的側面二；側面一有兩個，這兩個側面一相對；側面二有兩個，這兩個側面二相對；

側面一的正投影為等腰梯形；

側面二的正投影包括一等腰直角三角形和一矩形，等腰直角三角形的底邊與矩形的一個邊重合，相對的兩個側面二上的等腰直角三角形構成等腰直角三角棱鏡，等腰直角三角棱鏡的兩個直角面為屋脊面；相對的兩個側面二上的矩形構成矩形棱鏡，兩個等腰屋脊棱鏡沿所述矩形棱鏡相膠合，相膠合的面為分光面，兩個等腰屋脊棱鏡在垂直于屋脊棱并平行于分光面的方向存在錯位；

位于分光面上方的等腰屋脊棱鏡為上棱鏡，位于分光面下方的等腰屋脊棱鏡為下棱鏡；

橫向剪切干涉儀包括第一端和第二端，上棱鏡的一個側面二和下棱鏡的一個側面二位于第一端，上棱鏡的另一個側面二和下棱鏡的另一個側面二位于第二端，

當入射光從橫向剪切干涉儀的第一端的一個側面二入射至分光面時，入射光的一部分經分光面反射形成反射光、另一部分經分光面透射形成透射光，反射光和透射光分別被相應的屋脊面反射至分光面后，反射光的一部分經分光面反射形成第一反射光、另一部分經分光面透射形成第一透射光，透射光光的一部分經分光面反射形成第二反射光、另一部分經分光面透射形成第二透射光，第一反射光和第二透射光由第二端的一個側面二出射，第二反射光和第一透射光由第二端的另一個側面二出射。

等腰屋脊棱鏡的高為h、底邊寬為a，入射至所述橫向剪切干涉儀的光束的通光口徑為D；

h、a和D滿足h＝a＝1.732D。

等腰屋脊棱鏡的側面二與分光面之間的夾角為45°。