偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于光譜成像的儀器，尤其涉及一種偏振干涉傅里葉變換成 像光譜儀，屬于光譜成像領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傅里葉變換光譜技術(shù)，或簡稱為傅里葉光譜技術(shù)，可以追溯到1880年發(fā)明的邁克 爾遜（Michelson)干涉儀；雖然該發(fā)明的初衷是用于真空中光速的測量，但是它具備了現(xiàn) 代傅里葉變換光譜儀的基本結(jié)構(gòu)。1891年邁克爾遜明確指出，在雙光束干涉儀的接收面上， 由光程差變化引起的干涉強度變化等于被測光譜的傅里葉變換，從而奠定了現(xiàn)代傅里葉變 換光譜儀的理論基礎(chǔ)。在隨后發(fā)展歷程中，盡管傅里葉光譜技術(shù)的很多優(yōu)點被人們揭示出 來，但是由于高分辨率傅里葉變換光譜反演過程所需要的計算量非常大，因此直到20世紀 后半葉，傅里葉光譜技術(shù)才隨著數(shù)字計算機技術(shù)的發(fā)展逐步占據(jù)光譜技術(shù)、尤其是紅外光 譜測量領(lǐng)域的重要地位。特別是在1965年，J. W. Cooley和J. W. Tukey發(fā)明了快速傅里葉 變換（FFT)算法并且把它應(yīng)用于干涉光譜儀上，從而使高分辨率傅里葉變換光譜反演所需 要的計算時間大大縮短，也使得傅里葉變換光譜測量技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為現(xiàn)實。
[0003] 傅里葉光譜技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)不僅僅停留在針對簡單的點光源或面光源的光 譜測量。為了滿足各種應(yīng)用場合的需要，具有成像、高靈敏度、快速、寬譜段、高穩(wěn)定性等功 能或特點的傅里葉光譜技術(shù)也得到發(fā)展。雖然傅里葉變換光譜儀FTS(Fourier Transform Spectrometers)早在20世紀60年代就逐步進入實用化，但傅里葉變換成像光譜儀 FTIS (Fourier Transform Imaging Spectrometers)的概念直到 20 世紀 90 年代初才隨著 遙感成像光譜技術(shù)的發(fā)展而被提出，并得到大力發(fā)展。因此可以認為傅里葉光譜技術(shù)仍然 是一門年輕的科學(xué)。成像光譜技術(shù)是70年代末首先在美國提出并發(fā)展起來的，它具有圖 像和光譜合一的特點，其信息的分析處理集中于在光譜維上進行圖像信息的展開和定理分 析。在遙感領(lǐng)域，各國都將干涉型成像光譜技術(shù)作為重點發(fā)展方向。
[0004] 傅里葉變換成像光譜儀在很多文獻中又被稱作成像干涉儀（imaging interferometer)。按掃描原理劃分，目前的傅里葉變換成像光譜儀大致可以劃分為時間調(diào) 制型（Temporarily Modulated)和空間調(diào)制型（Spatially Modulated)兩大類。其中時間 調(diào)制型需要安裝動鏡，光程差的變化受到一定的限制。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決好現(xiàn)有技術(shù)的問題，彌補現(xiàn)有目前市場上現(xiàn)有產(chǎn) 品的不足。
[0006] 本實用新型提供了一種偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，包括沿著光路方向設(shè)置 的物鏡、視場光欄、準直鏡、起偏器、偏光鏡、檢偏器、傅里葉變換透鏡和焦平面探測器，所述 偏光鏡由兩塊厚度相等的單軸晶體組成。
[0007] 優(yōu)選的，上述兩塊晶體的主平面相互垂直。
[0008] 優(yōu)選的，上述入射光經(jīng)起偏器后變成一束線偏振光，然后入射到雙折射晶體表面。
[0009] 本實用新型提供的偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，采用了兩塊厚度相等的單軸 晶體組成的偏光鏡，兩塊晶體的主平面相互垂直，一束線偏振光經(jīng)過后得到振動方向互相 垂直的并且有一定橫向剪切量（d)的兩束線偏振光；經(jīng)檢偏器后其振動方向一致；再經(jīng)成 像鏡聚焦在FPA探測器表面上形成干涉圖樣。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型的光路原理圖；
[0011] 圖2為本實用新型的偏振板光路原理圖。
[0012] 附圖標記：1_物鏡；2-視場光欄；3-準直鏡；4-起偏器；5-偏光鏡；6-檢偏器； 7-傅里葉變換透鏡；8-焦平面探測器。
【具體實施方式】
[0013] 為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本實用新型，下面結(jié)合附圖及具體實施 方式對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0014] 本實用新型的偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀具體如圖1所示，包括沿著光路方 向設(shè)置的物鏡（1)、視場光欄（2)、準直鏡（3)、起偏器（4)、偏光鏡（5)、檢偏器（6)、傅里葉 變換透鏡（7)和焦平面探測器（8)，所述偏光鏡（5)由兩塊厚度相等的單軸晶體組成。兩塊 晶體的主平面相互垂直。入射光經(jīng)起偏器（4)后變成一束線偏振光，然后入射到雙折射晶 體表面。
[0015] 該偏光鏡由兩塊厚度相等的單軸晶體組成，兩塊晶體的主平面相互垂直。圖2中 光束的入射面與第一塊偏振板的主平面重合。
[0016] 結(jié)合圖1和圖2進行分析：入射光經(jīng)起偏器后變成一束線偏振光，然后入射到雙折 射晶體表面，進入第一塊板后分成兩束線偏振光--尋常光（〇光）和異常光（e光）；〇光 沿原入射方向傳播，e光偏折。當進入第二塊板時，原〇光變成e光，原e光變成〇光。由 第二塊板出射后，〇光和e光為振動方向互相垂直的并且有一定橫向剪切量（d)的兩束線 偏振光；經(jīng)檢偏器后其振動方向一致；再經(jīng)成像鏡聚焦在FPA探測器表面上形成干涉圖樣。
[0017] 當入射面與晶體主平面重合時，橫向剪切距離為：
[0019] 可以寫出光程差的表達式：
[0021] 其中，Ilci和分別為晶體的尋常折射率和非尋常折射率，t為偏光鏡的單板厚度。 根據(jù)光程差公式可知，如果在檢偏器P2之后采用一個傅里葉聚焦透鏡，就可以在焦平面上 得到等距離的干涉條紋。事實上有： CN 204903011 U 說明書 3/3 頁
[0023] 其中，ξ為FTL焦平面的干涉點P與原點0之間的距離。把上式帶入光程差表達 式就可以得到：
[0025] 即在焦平面上等距離的采樣間隔對應(yīng)于距離的光程差。
[0026] 以上所述之【具體實施方式】為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定本實用新 型的具體實施范圍，本實用新型的范圍包括并不限于本【具體實施方式】，凡依照本實用新型 之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，其特征在于：所述偏振干涉傅里葉變換成像 光譜儀包括沿著光路方向設(shè)置的物鏡（1)、視場光欄（2)、準直鏡（3)、起偏器（4)、偏光鏡 (5)、檢偏器（6)、傅里葉變換透鏡（7)和焦平面探測器（8)，所述偏光鏡（5)由兩塊厚度相 等的單軸晶體組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，其特征在于：所述兩塊晶 體的主平面相互垂直。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，其特征在于：入射光經(jīng)起 偏器（4)后變成一束線偏振光，然后入射到雙折射晶體表面。
【專利摘要】本實用新型涉及一種偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，包括沿著光路方向設(shè)置的物鏡(1)、視場光欄(2)、準直鏡(3)、起偏器(4)、偏光鏡(5)、檢偏器(6)、傅里葉變換透鏡(7)和焦平面探測器(8)，所述偏光鏡(5)由兩塊厚度相等的單軸晶體組成。本實用新型提供的偏振干涉傅里葉變換成像光譜儀，采用了兩塊厚度相等的單軸晶體組成的偏光鏡，兩塊晶體的主平面相互垂直，一束線偏振光經(jīng)過后得到振動方向互相垂直的并且有一定橫向剪切量(d)的兩束線偏振光；經(jīng)檢偏器后其振動方向一致；再經(jīng)成像鏡聚焦在FPA探測器表面上形成干涉圖樣。
【IPC分類】G01J3/02, G01J3/45, G01J3/447
【公開號】CN204903011
【申請?zhí)枴緾N201520249574
【發(fā)明人】劉曉嵐
【申請人】劉曉嵐
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年4月19日