[發明專利]成像光譜儀的線性漸變濾光片檢測裝置

在審

• 申請號: 201910156114.8
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109799077A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 薛浩;鄭玉權;藺超;紀振華;王龍;韋躍峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

成像光譜儀的線性漸變濾光片檢測裝置，包括白色光源、第一反射鏡、第二反射鏡、線性漸變濾光片、第三反射鏡、光闌組件、第四反射鏡、檢測模塊；白色光源發射基準光，基準光經第一反射鏡準直后，反射至第二反射鏡，經第二反射鏡匯聚后，在線性漸變濾光片的待測表面第一次成像；透射過線性漸變濾光片的基準光經第三反射鏡準直后，反射至第四反射鏡，經第四反射鏡匯聚后，在檢測模塊上第二次成像并輸出單點檢測光譜特性；精密位移臺調整線性漸變濾光片的位置，實現對線性漸變濾光片的多點掃描測量，得出線性漸變濾光片的光譜特性分布規律。本發明的檢測裝置更接近于線性漸變濾光片在成像光譜儀中的使用狀態，檢測結果更加精確。

技術領域

本發明涉及一種光電技術領域，更具體的，涉及一種成像光譜儀的線性漸變濾光片檢測裝置。

背景技術

線性漸變濾光片(簡稱LVF)是一種光譜特性隨位置線性變化的光學器件。它是采用離子輔助法或離子束濺射法等工藝，通過在基底表面鍍制多層厚度變化的膜系而形成的。相比傳統的窄帶濾光片，LVF具有接近連續的光譜通道，因此采用LVF進行分光可以獲得較高的光譜分辨率。LVF的另一個應用領域是光譜成像技術，相比于棱鏡和光柵型成像光譜儀，基于LVF的成像光譜儀具有高集成度、高穩定性和高分辨率等特點，其整機結構緊湊，體積小重量輕，同時研發和制造成本較低，具有很好的應用前景。LVF還可用于便攜式分光計、光柵二級次光分離/截至、激光反射鏡設計等方面和領域。

受鍍膜工藝的限制，在LVF的鍍膜過程中會引入各種誤差，使得成品濾光片與設計特性產生偏差，并且使用環境，如溫度、濕度、壓力等的變化會造成濾光片特性的改變。若要將其應用于相關方面的設計，就必須對其實際特性進行檢測以進行預標定。尤其是在工程項目中，對那些基于LVF的成像光譜儀，需要對LVF鍍膜誤差有一個定量化的描述手段。

針對濾光片鍍膜過程中所產生的誤差，目前常用的測試系統如圖1所示，由鹵鎢燈光源20、平行光管21、微動位移平臺22、待測濾光片23和FieldSpec 4光譜儀24等組成，在系統光路中，平行光管對鎢燈出射光起著準直的作用，使得經平行光管出射的光垂直照射到待測的濾光片表面。在測量過程中，先測出不裝夾濾光片情況下，經平行光管出射光的輻照度，然后將濾光片裝夾在微動位移平臺，調節夾持濾光片的裝置使得平行光管出射的光垂直照射到濾光片表面，測得該位置處經過濾光片的透射光輻射照度，經數據處理可得到該位置處的光譜透過率，調節微動位移平臺，對待測濾光片樣品進行掃描，完成對不同位置處透過率的測量。

但由于測試過程中采用的基準光信號均是經過準直鏡準直后，再照射到LVF表面進行檢測的，而成像光譜儀中LVF在使用時緊貼在探測器表面，光束是以一定孔徑角照射到LVF表面的。因此，采用這種方案對LVF進行光譜特性評估是不嚴密的。而且，這種用平行光檢測LVF的方法，當平行光的光斑較大時，光譜的平均效應就會使所測的樣品光譜曲線大大變形，很難對LVF每個區域的光譜特性進行精細的評估。

發明內容

本發明旨在克服現有技術存在的缺陷，提供一種可用于成像光譜儀的線性漸變濾光片檢測裝置，為LVF的光譜特性提供了一個定量化的評價手段，檢測結果可用于LVF的參數校正，為相關系統的設計和標定提供準確的數據指導。同時，也可以為LVF的鍍膜加工提供指導性建議，進一步優化改進LVF的鍍膜工藝，間接的提高LVF的性能指標。

本發明采用以下技術方案：

成像光譜儀的線性漸變濾光片檢測裝置，包括白色光源、第一反射鏡、第二反射鏡、線性漸變濾光片、第三反射鏡、光闌組件、第四反射鏡、精密位移臺、檢測模塊；

所述白色光源發射基準光，

所述基準光經所述第一反射鏡準直，再經第二反射鏡匯聚后，在線性漸變濾光片的待測表面第一次成像；

透射過所述線性漸變濾光片的基準光經所述第三反射鏡準直，再經第四反射鏡匯聚后，在所述檢測模塊上第二次成像并輸出線性漸變濾光片的單點檢測光譜特性；