一種雙光路大孔徑靜態幹涉光譜儀的製作方法

2023-05-16 07:16:12

本實用新型屬於光學領域，尤其涉及一種雙光路大孔徑靜態幹涉光譜儀。

背景技術：

幹涉光譜成像儀可以獲得來自同一目標點不同光程差處的光波疊加強度，進而形成幹涉條紋，通過物理變化可以獲得目標的二維幾何信息和一維光譜信息。根據原理可分為時間調製幹涉光譜儀、空間調製幹涉光譜儀和時空聯合調製幹涉光譜儀，時空聯合調製幹涉光譜儀也叫大孔徑靜態幹涉光譜儀，大孔徑靜態幹涉光譜儀集合時間調製和空間調製型儀器優點，既具有大孔徑優勢，同時又沒有運動部件，具有很高的技術優勢和應用價值，也是目前幹涉光譜成像遙感領域的研究熱點。

大孔徑靜態幹涉光譜技術在系統平行光路中放置了一個Sagnac橫向剪切幹涉儀，將平行光路分成兩路並產生橫向剪切量，由傅立葉變換透鏡在焦面上將光路會聚並產生幹涉條紋。儀器全系統主要由前置光學系統、橫向剪切幹涉儀、傅立葉變換透鏡及探測器四大部分組成，其中前置光學系統的主要作用是壓縮光束孔徑，縮小幹涉儀的體積。大孔徑靜態幹涉光譜技術在每一次曝光時獲得一幀幹涉圖像，同一視場的不同目標單元，其光程差不同，通過推掃，在飛行方向上(與幹涉條紋垂直的方向)，連續採集後，即可獲得同一地物目標不同光程差的幹涉信息。

隨著儀器的發展，大孔徑靜態幹涉光譜技術面臨著兩個主要問題：

1)由於探測器響應譜段限制，無法用同一臺儀器實現寬譜段幹涉數據採集；

2)紅外探測器制冷機壽命限制了幹涉光譜儀的使用壽命。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙光路大孔徑靜態幹涉光譜儀，用以解決了背景技術中無法用同一臺儀器實現寬譜段幹涉數據採集和幹涉光譜儀的使用壽命問題。

為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是：提供一種雙光路大孔徑靜態幹涉光譜儀，其特殊之處在於：包括依次設置在光路上的前置鏡組件和分光組件，分別設置在分光組件後第一光路上的第一後置鏡組件和第一探測器，以及第二光路上的第二後置鏡組件和第二探測器。

上述分光組件形狀為三稜柱，三稜柱其中一稜邊正對上述前置鏡組件出射光，上述稜邊在三稜柱橫截面對應內角為30度～90度。

上述正對前置鏡組件出射光的稜邊在三稜柱橫截面對應內角為60度。

上述第一後置鏡組件和第二後置鏡組件均包括沿光路依次設置的準直鏡、幹涉儀和付氏鏡。

本實用新型的有益效果是：

1)可以用一臺儀器實現寬譜段幹涉光譜數據的採集，光學設計只是增加了一個平面反射鏡，雖然系統視場略微增大，但對成像質量基本不造成影響，可以大大降低儀器的體積重量。

2)可以實現探測器的備份，不但可以延長儀器的使用壽命，而且可以用雙路幹涉信息互相標定，提高儀器的可靠性。

附圖說明

圖1是實施例光學原理圖；

圖2是分光組件原理圖；

圖3是分光組件結構示意圖。

圖中，1-前置鏡組件，2-分光組件，3-光路a準直鏡，4-光路b準直鏡，5-光路a幹涉儀，6-光路b幹涉儀，7-光路a付氏鏡，8-光路b付氏鏡、9-光路a探測器、10-光路b探測器。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖說明對本實用新型加以詳細說明。

如圖1～3所示，實施例提供一種雙光路大孔徑靜態幹涉光譜儀，包括依次設置在光路上的前置鏡組件和分光組件，分別設置在分光組件後第一光路上的第一後置鏡組件和第一探測器，以及第二光路上的第二後置鏡組件和第二探測器。

上述分光組件形狀為三稜柱，三稜柱其中一稜邊正對上述前置鏡組件出射光，上述稜邊在三稜柱橫截面對應內角為60度。

上述第一後置鏡組件和第二後置鏡組件均包括沿光路依次設置的準直鏡、幹涉儀和付氏鏡。

一種雙光路大孔徑靜態幹涉光譜儀具體實施方式如下：

1]根據儀器要求進行幹涉光譜儀前置鏡組件1、分光組件2、光路a準直鏡3、光路b準直鏡4、光路a幹涉儀5、光路b幹涉儀6、光路a付氏鏡7和光路b付氏鏡8參數設計。

2]將分光組件2頂點置於需要焦平面中心，注意分光組件2在視場方向也需置於前置鏡組件1視場中心。

3]調整分光組件2空間位置，使光路a和光路b在空間對稱或成一定角度。

4]調整光路a準直鏡3、幹涉儀5、付氏鏡7、探測器9，使光路a成像質量、幹涉圖調製度最優。

5]調整光路b準直鏡4、幹涉儀6、付氏鏡8、探測器10，使光路a成像質量、幹涉圖調製度最優。

本實用新型原理：

本實用新型利用通過在幹涉光譜儀一次像面附件設置分光元件，分割前置鏡光學視場，使一路光分為兩路。光學分割後用兩套後組光學元件同時採集幹涉圖像，獲得滿足要求的幹涉圖。利用兩組幹涉系統分別獲得不同譜段的光譜信息，利用飛行器的推掃獲取同一地面目標的光譜信息。或者利用兩組幹涉系統分別獲得相同譜段的光譜信息實現探測器備份。有效克服了現有大孔徑靜態幹涉光譜儀不能用同一臺儀器獲取寬譜段信息或者壽命過低的現狀。