[發明專利]一種基于反射式閃耀光柵的簡化雙體Sagnac干涉元件

有效

• 申請號: 201610291275.4
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105739115B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 金施群;邢金玉;胡鵬浩;王行芳;王喆
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B27/42
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種基于反射式閃耀光柵的簡化雙體Sagnac干涉元件，其特征是兩級結構相同的反射式Sagnac干涉單元按相互垂直的方式布局，并以半波片相連，前一級反射式Sagnac干涉單元的輸出經過半波片改變偏振方向后作為后一級反射式Sagnac干涉單元的輸入，后一級反射式Sagnac干涉單元的輸出經偏振片極化和成像透鏡系統后在干涉成像面上形成干涉。本發明可以實現寬光譜偏振干涉，能滿足白光偏振干涉儀的要求，其體積小、重量輕，尤其適于應用在遙感設備中。

技術領域

本發明涉及一種基于反射式閃耀光柵的簡化雙體Sagnac干涉元件。

背景技術

干涉儀是根據光的干涉原理制成的一種儀器。來自同一個光源的不同光束，各自經過不同的光程，然后再經過合并，可顯出干涉條紋。在光譜學中、微生物學、分析化學、物理學、遙感科學、醫學、軍事科學、精密機械、精密測量與精密控制等方向有著重要作用。干涉儀光路中大多采用反射、折射、衍射來實現光的分離、偏折和匯聚。

由于干涉儀測量的依據是干涉條紋，干涉條紋的可見度對干涉儀非常重要；傳統干涉儀中，影響干涉條紋的可見度的主要因素是相干光束的振幅比、光源的大小和光源的非單色性。相干光束的振幅比越大，可見度越低，設計干涉系統時應盡量使相干光束的振幅比為1，即相干光束的振幅相等；由于實際光源都有一定的大小，光源的大小會影響干涉儀的空間相干性，所以設計干涉儀時應將光源限定在一定大小范圍內；光源的非單色性會影響干涉儀的時間相干性，相干光的單色性與頻譜寬度是一個概念，單色性好即頻譜寬度窄，頻譜寬度越窄，干涉條紋可見度越高。

由于實際應用的需要，比如遙感應用中，需要一種以白光，即波長為380-760nm的可見光為光源的干涉儀，絕大部分白光最初光源來自太陽，所以光源的振幅比、大小、非單色性都是非常數，因此，設計白光干涉儀必須盡量使振幅比為1，光源較小，縮緊頻譜寬度，但同時，光源大小會影響遙感等設備的成像質量和范圍，頻譜寬度必須滿足可見光范圍，能在滿足非限定白光光源情況下使用的干涉結構必須滿足三個要求：一是干涉儀中光束頻率必須相同；二是干涉儀中光束相位差必須與波長成一個定比；三是干涉儀中光束的振動方向必須相同或相反。由于遙感設備一般要求適用于星載、機載或者車載，并且由于目標光源的限制，遙感設備對元件體積、重量、通光效率等都有較高的要求；體積越小、越輕、通光效率越高越適合。迄今為滿足相關要求的技術方案未有公開報導。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種基于反射式閃耀光柵的簡化雙體Sagnac干涉元件，以期滿足白光偏振干涉儀的要求，采用盡量少的光學元件以減小產品的體積和重量，保證通光效率，從而適合應該在遙感設備中。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明基于反射式閃耀光柵的簡化雙體Sagnac干涉元件的結構特點是：設置所述干涉元件的結構形式為：

兩級結構相同的反射式Sagnac干涉單元按相互垂直的方式布局，并以半波片相連，所述兩級結構相同的反射式Sagnac干涉單元分別是一級干涉單元和二級干涉單元；

所述一級干涉單元是由第一反射式閃耀光柵、第二反射式閃耀光柵和第一偏振分光鏡構成的豎直平面中的干涉單元；

所述二級干涉單元是由第三反射式閃耀光柵、第四反射式閃耀光柵和第二偏振分光鏡構成的水平面中的干涉單元；

平行的入射光束A通過第一偏振分光鏡進入一級干涉單元，一級干涉單元在所述第一偏振分光鏡中的出射光經半波片改變偏振方向后通過第二偏振分光鏡進入二級干涉單元，二級干涉單元在所述第二偏振分光鏡中的出射光在偏振片中極化，再通過透鏡系統成像在干涉成像面上形成干涉圖樣。

本發明基于反射式閃耀光柵的簡化雙體Sagnac干涉元件的結構特點也在于：