[實用新型]一種棱鏡型空間外差光譜儀

有效

• 申請號: 201820306169.3
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN207976221U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 葉松;李源壯;王新強;汪杰君;王方原;甘永瑩;張文濤;秦祖軍
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G01J3/28;G01J3/14;G01J3/02
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

本實用新型公開了一種棱鏡型空間外差光譜儀，包括入射光闌、準直透鏡、分束器、第一色散棱鏡、第二色散棱鏡、第一全反射鏡、第二全反射鏡、成像單元和探測器，其特征是，所述入射光闌后側依次為準直透鏡和分束器，所述分束器的上側依次設有第一色散棱鏡、第一全反射鏡、分束器的后側依次設有第二色散棱鏡和第二全反射鏡、分束器的下側依次設有成像單元和探測器。這種光譜儀具有超光譜分辨、高通量、無運動部件的優點，同時還能避免光柵型空間外差光譜儀中由于光柵多級衍射引起的能量損失、干涉度下降的問題。

技術領域

本實用新型涉及光學遙感探測領域，具體是一種棱鏡型空間外差光譜儀。

背景技術

空間外差光譜技術是20世紀70年代提出概念，到90年代因技術條件的進步而快速發展起來的一種新型的可實現超分辨的光譜分析技術，該技術具有超光譜分辨、高通量、無運動部件等優點。空間外差光譜技術在某一確定的波長范圍內，可以獲得極高的光譜分辨率。空間外差光譜技術卓越的性能使其在微弱信號目標的超光譜探測具有獨到之處，并應用于大氣微量氣體的遙感探測、星際介質的天文觀測等方面。

傳統的空間外差光譜儀采用光柵分光的方式進行干涉調制，然而光柵存在多級衍射，通常采用一級衍射光作為干涉光束，其它級次的衍射光則被忽略。光柵多級衍射會引起以下問題：一方面，光柵的多級衍射會降低干涉光束的能量，不利于極微弱光譜信號的探測；另一方面，其它級次的衍射光形成干涉儀系統內部雜散光，在很大程度上降低了空間外差光譜儀干涉條紋的干涉度，直接影響傅里葉變換光譜的精度。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，而提供一種棱鏡型空間外差光譜儀。這種光譜儀具有超光譜分辨、高通量、無運動部件的優點，同時還能避免光柵型空間外差光譜儀中由于光柵多級衍射引起的能量損失、干涉度下降的問題。

實現本實用新型目的的技術方案是：

一種棱鏡型空間外差光譜儀，包括入射光闌、準直透鏡、分束器、第一色散棱鏡、第二色散棱鏡、第一全反射鏡、第二全反射鏡、成像單元和探測器，與現有技術不同的是，所述入射光闌后側依次為準直透鏡和分束器，所述分束器的上側依次設有第一色散棱鏡和第一全反射鏡、分束器的后側依次設有第二色散棱鏡和第二全反射鏡、分束器的下側依次設有成像單元和探測器。

所述分束器為半透半反的分束元件。

所述第一色散棱鏡、和第二色散棱鏡的材質及外形尺寸均相同、兩個色散棱鏡的頂角均為相同的角。

所述第一全反射鏡和第二全反射鏡的材質及外形尺寸均相同。

所述分束器上側及后側兩臂的第一色散棱鏡、第一全反射鏡及第二色散棱鏡和第二全反射鏡位置固定不動，兩臂的第一全反射鏡和第二全反射鏡與光軸正交面均成相同的角傾斜放置，兩臂的第一色散棱鏡和第二色散棱鏡的入射面均與光軸垂直。

所述第一色散棱鏡和第二色散棱鏡的中心到分束器中心的距離相等。

所述第一全反射鏡和第二全反射鏡的中心到分束器中心的距離相等。

所述探測器在成像單元的焦面上。

所述探測器為線陣或面陣探測器。

被測光束透過光闌，并經準直透鏡后形成平面波，入射到分束器上，被分為強度相等的兩束相干光，分別由分束器兩臂的第一色散棱鏡和第二色散棱鏡分光后并經第一全反射鏡和第二全反射鏡反射返回分束器，兩出射光束波面成夾角，形成空間調制的干涉條紋，最終通過成像單元成像于探測器上。

所述光譜儀的基頻可以通過色散棱鏡及全反射鏡與光軸的夾角、色散棱鏡的頂角進行計算獲得。