[發明專利]一種傅里葉變換光譜儀

有效

• 申請號: 202110605527.7
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113280916B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 呂金光;梁靜秋;王惟彪;秦余欣;陶金
• 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: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/45;G01N21/01;G01N21/27
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種傅里葉變換光譜儀，包括用于形成干涉光場的空間調制干涉系統，其特征在于，所述傅里葉變換光譜儀還包括置于所述空間調制干涉系統的入射光路，用于將入射光場的寬帶光譜進行分割的雙光柵系統；

所述雙光柵系統包括光柵周期相等的、相互平行的第一光柵和第二光柵，所述第一光柵與所述第二光柵使所述入射光場在沿所述雙光柵系統的光軸的方向上被平行色散為M個窄帶切片光束，M1；

所述雙光柵系統的色散方向與所述空間調制干涉系統的調制方向在橫向空間彼此正交，使所述入射光場被所述雙光柵系統與所述空間調制干涉系統實現正交耦合調制；所述空間調制干涉系統包括置于分束器的反射光路上的平面反射鏡和置于所述分束器的透射光路上的多級微反射鏡；所述分束器將M個所述窄帶切片光束按照能量均分為第一光束和第二光束；所述第一光束反射至所述平面反射鏡后二次反射回所述分束器，所述第二光束透射至所述多級微反射鏡后反射回所述分束器；所述第一光束的反射光和所述第二光束的反射光在所述分束器上進行疊加，形成所述干涉光場；

所述多級微反射鏡為具有相同階梯高度d的階梯型結構，所述多級微反射鏡的階梯方向與所述雙光柵系統的刻線方向正交，用于對不同中心波長的所述窄帶切片光束進行分布式同步相位調制；

所述階梯高度d滿足如下關系式：

其中，k為任一所述窄帶切片光束對應的光譜段的折疊級次，

λ_max為該光譜段最大波長，

λ_min為該光譜段最小波長。

2.根據權利要求1所述的傅里葉變換光譜儀，其特征在于，所述第一光柵和所述第二光柵均為衍射光柵，第一衍射光柵的光軸與第二衍射光柵的光軸不重合，使所述第一衍射光柵+N級衍射級次出射的光束入射到所述第二衍射光柵-N級衍射級次上；或使所述第一衍射光柵-N級衍射級次出射的光束入射到所述第二衍射光柵+N級衍射級次上，形成M個所述窄帶切片光束。

3.根據權利要求2所述的傅里葉變換光譜儀，其特征在于，所述第一衍射光柵和所述第二衍射光柵均通過刻畫在各自不透明基底上的一系列等寬度、等周期的平行狹縫結構實現平行色散；或均通過蒸鍍在各自透明基底上的一系列等寬度、等周期的平行線柵結構實現平行色散。

4.根據權利要求1所述的傅里葉變換光譜儀，其特征在于，所述第一光柵和所述第二光柵均為棱鏡光柵，第一棱鏡光柵和第二棱鏡光柵反向且同軸放置，使所述入射光場在沿所述雙光柵系統的光軸的直線方向上被平行色散為M個所述窄帶切片光束。

5.根據權利要求4所述的傅里葉變換光譜儀，其特征在于，所述第一棱鏡光柵和所述第二棱鏡光柵均為棱鏡基座的表面刻畫有光柵結構的一體式棱鏡光柵，或者均為由棱鏡和透射光柵膠合形成的集成式光柵。

6.根據權利要求5所述的傅里葉變換光譜儀，其特征在于，所述集成式光柵的所述棱鏡基座的入射面與所述透射光柵的一個刻槽平行，且所述透射光柵的槽面與所述透射光柵的底面的夾角和所述棱鏡基座的楔角相等。

7.根據權利要求1所述的傅里葉變換光譜儀，其特征在于，所述傅里葉變換光譜儀還包括置于所述雙光柵系統的入射光路中的準直鏡、依次置于所述平面反射鏡出射光路的縮束系統和面陣探測器；

所述準直鏡用于將所述入射光場準直為平行光；

所述面陣探測器用于對所述干涉光場進行光電轉換，形成衍射干涉圖像。