[發(fā)明專利]基于半階梯半平面相位反射鏡的紅外偏振干涉成像光譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711380869.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108106730B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁中翥;呂金光;梁靜秋;孟德佳;陶金;秦余欣;王維彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/447;G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

1.基于半階梯半平面相位反射鏡的紅外偏振干涉成像光譜儀，包括準(zhǔn)直鏡(1)、四通道偏振成像系統(tǒng)、干涉系統(tǒng)、中繼成像鏡(7)和面陣探測器(8)，其特征是；

所述四通道偏振成像系統(tǒng)包括四通道偏振器(2)和四通道成像鏡(3)，所述干涉系統(tǒng)包括分束器(4)和兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡；

攜帶目標(biāo)偏振圖譜信息的入射光經(jīng)準(zhǔn)直鏡(1)后出射平行光，所述平行光經(jīng)四通道偏振器(2)調(diào)制為四個(gè)不同的偏振狀態(tài)后在四通道成像鏡(3)的像方焦面上形成偏振像場陣列；

所述分束器(4)將偏振像場陣列進(jìn)行強(qiáng)度等分后分別投射到兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡上，形成兩個(gè)相干的偏振像場陣列，所述兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡分別對偏振像場陣列中各偏振像場單元以空間分布形式進(jìn)行相位量調(diào)制后返回分束器(4)，并經(jīng)中繼成像鏡(7)后在面陣探測器上獲得四個(gè)偏振態(tài)的干涉圖像；

所述兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡中的一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域與階梯區(qū)域的最高階梯同高，以其平面區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)，階梯區(qū)域以高度差h逐級遞減；另一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域與階梯區(qū)域的最低階梯同高，以其平面區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)，階梯區(qū)域以高度差h逐級遞增；

設(shè)定兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的口徑相同，均為D×D，每個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域的尺寸為D/2×D，階梯區(qū)域的尺寸為D/2×D；

所述兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡相對于分束器(4)鏡像放置，且其中一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域與另一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的階梯區(qū)域相對于分束器(4)處于鏡像位置，其階梯區(qū)域與另一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域相對于分束器(4)處于鏡像位置；

所述分束器(4)為帶有柵棱結(jié)構(gòu)的輕型分束器由柵棱、分束窗和分束膜組成，所述柵棱對分束器進(jìn)行空間分割形成分束窗陣列，分束膜位于分束窗上表面或分束窗和柵棱的上表面，柵棱對分束膜起支撐作用；

分束器(4)中的柵棱在橫向的寬度是其縱向?qū)挾鹊谋叮质霸跈M向的寬度是其縱向?qū)挾鹊谋叮质霸跈M向和縱向的占空比相同；

所述分束器(4)中的柵棱寬度范圍為1nm-100cm，分束窗寬度范圍為1nm-100cm；柵棱厚度范圍為1nm-100cm，分束窗厚度范圍為1nm-100cm；

所述分束器(4)中的柵棱的剖面結(jié)構(gòu)為單面矩形、單面平行四邊形、單面梯形、雙面矩形、雙面平行四邊形或雙面梯形；

當(dāng)其中一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡(5)的階梯區(qū)域的最低階梯與另一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡(6)的平面區(qū)域相對于分束器(4)鏡像重合時(shí)，該半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域與另一個(gè)半階梯半平面相位反射鏡(6)的階梯區(qū)域的最高階梯相對于分束器(4)鏡像重合，設(shè)半階梯半平面相位反射鏡相鄰兩個(gè)階梯之間對應(yīng)的相位差為則兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡的平面區(qū)域與階梯區(qū)域均形成0,的相位差序列；ν為光波的波數(shù)；

所述四通道成像鏡(3)的每個(gè)成像通道的像方視場為且四通道成像鏡(3)的各成像通道位于所述兩個(gè)半階梯半平面相位反射鏡上的有效干涉區(qū)域的有效視場為

四通道成像鏡(3)采用像方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)，由前組成像鏡陣列(3-1)、后組成像鏡陣列(3-2)和光闌陣列(3-3)組成，且前組成像鏡陣列(3-1)的每個(gè)微成像鏡單元位于后組成像鏡陣列(3-2)對應(yīng)成像鏡單元的物方焦面上，光闌陣列(3-3)的每個(gè)光闌單元位于前組成像鏡陣列的各個(gè)成像鏡單元前，并且光闌陣列(3-3)的每個(gè)光闌單元中鑲嵌偏振片單元；所述光闌陣列(3-3)的位置即為四通道偏振器的位置，同時(shí)為準(zhǔn)直鏡(1)的出射光瞳位置，實(shí)現(xiàn)四通道成像鏡(3)與準(zhǔn)直鏡(1)光瞳的銜接。