[發明專利]一種雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀

有效

• 申請號: 202011492657.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112556842B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 朱迪;郜海陽;王婧彧;黃上章;周恒韜;卜令兵;張其林;楊璟
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28;G01J3/45
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇虹

1.一種雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀，其特征在于：包括前置光學系統(1)、準直系統(2)、干涉系統(3)、后置成像系統(4)，前置光學系統(1)接收閃電光源的入射光線并將其進行匯聚，準直系統(2)對匯聚光束進行準直，干涉系統(3)將準直光束分光形成干涉條紋圖樣，后置成像系統(4)將干涉圖樣進行成像；

所述干涉系統(3)包括雙階梯光柵模塊和分束器(10)，分束器(10)放置于兩垂直光軸的焦點處，將入射光束處理為兩束傳播方向垂直且強度相同的相干光；雙階梯光柵模塊包括分別固定設置于兩臂末端的第一雙階梯光柵(9)和第二雙階梯光柵(11)，第一雙階梯光柵(9)和第二雙階梯光柵(11 )均由兩個子光柵在光柵平面內沿垂直刻線的方向，進行拼接而成，拼接處位于光軸的中心，每個雙階梯光柵的兩個子光柵與光軸均具有不同的夾角θ₁和θ₂，且系統雙臂端的雙階梯光柵模塊中的兩個子光柵一一對應，在對應的雙階梯光柵模塊中的空間區域位置完全相同；雙階梯光柵模塊使分離的兩束相干光發生衍射，后返回分束器(10)重新匯合發生干涉，在光柵面位置形成定域干涉條紋。

2.根據權利要求1所述的雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀，其特征在于：所述后置成像系統(4)包括位于分束器下方且以光軸為中心對稱依次向下設置的前置透鏡(12)、濾光片(13)、后置透鏡(14)和成像探測器(15)；所述濾光片(13)由兩塊透射率不同但大小、形狀相同的濾光片拼接而成，用于透過不同波長的相干光。

3.根據權利要求1所述的雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀，其特征在于：每個子光柵的寬度、厚度及刻線密度均相同。

4.根據權利要求2所述的雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀，其特征在于：后置成像系統(4)將干涉條紋圖樣成像于成像探測器(15)上，對被記錄的干涉圖像進行傅里葉變換，還原出被測目標的光譜信息。

5.根據權利要求1所述的雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀，其特征在于：所述前置光學系統(1)包括以光軸為對稱中心、依次放置的匯聚透鏡(5)、放大透鏡(6)；所述準直系統(2)包括以光軸為對稱中心、依次放置的光闌(7)和準直透鏡(8)。

6.根據權利要求4所述的雙波段高光譜分辨率閃電高速成像儀，其特征在于：還原出的光譜信息包含兩段波段范圍不同的光譜，光譜范圍分別為：

其中，Δσ₁和Δσ₂分別是兩段可探測光譜波數的范圍在二維傅里葉變換干涉圖下的表達式；N為探測器光譜維像素數，W為光柵寬度。