基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置及其探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置及其探测方法，包括沿光路依次放置的前端光学系统、滤光片、双矩形光栅剪切器、后端成像物镜、面阵探测器和信号处理系统。探测目标各点的光束进入前端光学系统，形成准直光束；准直光束经过滤光片，探测波段内光束随后进入双矩形光栅剪切器，准直光束被横向色散剪切；随后剪切光束经过后端成像物镜成像在面阵探测器的靶面上，获取携带有干涉条纹的目标场景的二维图像；通过旋转双矩形光栅剪切器或者整个系统获取目标场景中各点的干涉条纹，信号处理系统通过傅里叶变换等数学运算处理得到特定谱段内高分辨率的光谱信号。本发明专利技术结构简单、紧凑、体积小。

An interferometric imaging spectrometer based on the dispersive shear of rectangular grating and its detection method

The invention discloses a spectral imaging device of rectangular grating dispersion shear and its detection method based on, including front-end placed along the optical path of optical system, optical filter, dual rectangular grating shearing device, the rear imaging lens and array detector and signal processing system. The target beam entering the front optical system, the formation of a collimated light beam; a collimated light beam through filter, detection range of beam then entered the double rectangular grating shearing device, collimating beam by transverse shear dispersion; then shearing beam through the rear lens imaging array detector on the target surface, get with two-dimensional image of interference fringes the target scene; obtain the interference fringes in the target scene by rotating the double rectangular grating shearing device or the whole system, signal processing system has specific spectral signal high resolution spectrum by Fu Liye transform arithmetic processing. The invention has the advantages of simple structure, compact size and small volume.

【技术实现步骤摘要】
基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置及其探测方法
本专利技术属于光学探测领域，具体涉及一种基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置及其探测方法。
技术介绍
干涉型成像光谱仪通过探测目标场景各点的干涉条纹重构光谱信息，具有多通道、高通量的优点，尤其适合于红外波段光谱探测。干涉光谱技术利用光谱数据和其干涉信号之间傅里叶变换关系，通过探测干涉信号反演光谱信息。根据傅里叶变换的特性，要提高复原光谱的分辨率，必须增加干涉条纹的光程差，干涉成像光谱仪需要增加推扫的行程，会增加仪器设计的复杂度，增加采集术数据冗余度。上世纪90年出现的空间外差光谱技术，将干涉光谱技术和色散光栅结合，在不增加干涉条纹长度的前提下能够获取高分辨率的光谱信息。但是空间外差光谱技术无法对目标进行成像探测，只适合于点光源探测；且点光源光束经过干涉系统后扩展为面阵光直接投射到面阵探测上，导致探测器获取的光通量较低，降低了系统的信噪比，对于弱辐射目标，特别是天文目标的光谱探测，将增加探测器响应灵敏度的负担。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置及其探测方法，能够获取高信噪比的目标场景的干涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置，其特征在于：包括沿光路方向依次放置的前端光学系统（1）、滤光片（2）、双矩形光栅剪切器（3）、后端成像物镜（4）、面阵探测器（5）和信号处理系统（6）；其中，前端光学系统（1）包括沿光路方向依次设置的前置成像物镜（11）、视场光阑（12）和准直物镜（13），前置成像物镜（11）的像面和准直物镜（12）的前焦面重合，视场光阑（12）位于准直物镜（13）的前焦面；双矩形光栅剪切器（3）由垂直于光轴的第一矩形光栅（31）和第二矩形光栅（32）组成，第一矩形光栅（31）和第二矩形光栅（32）平行，且第一矩形光栅（31）和第二矩形光栅（32）的刻线方向相同；面...

【技术特征摘要】
1.一种基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置，其特征在于：包括沿光路方向依次放置的前端光学系统（1）、滤光片（2）、双矩形光栅剪切器（3）、后端成像物镜（4）、面阵探测器（5）和信号处理系统（6）；其中，前端光学系统（1）包括沿光路方向依次设置的前置成像物镜（11）、视场光阑（12）和准直物镜（13），前置成像物镜（11）的像面和准直物镜（12）的前焦面重合，视场光阑（12）位于准直物镜（13）的前焦面；双矩形光栅剪切器（3）由垂直于光轴的第一矩形光栅（31）和第二矩形光栅（32）组成，第一矩形光栅（31）和第二矩形光栅（32）平行，且第一矩形光栅（31）和第二矩形光栅（32）的刻线方向相同；面阵探测器（5）的靶面位于后端成像物镜（4）的后焦面上；信号处理系统（6）与探测器（5）相连；所有光学元件相对于基底同轴等高，即相对于光学平台或仪器底座同轴等高。2.根据权利要求1所述的基于矩形光栅色散剪切的干涉成像光谱装置，其特征在于，光路走向如下：探测目标发射或者反射的光通过前置成像物镜（11）成像在其像面上，由视场光阑（12）确定探测视场范围并消除杂散光，随后经过准直物镜（13），形成准直光束；前端光学系统（1）形成的准直光束经过滤光片（2），消除其它波段光束，只允许探测波段光束经过滤光片（2）；随后探测波段的平行光束经过第一矩形光栅（31），在±1衍射级生成两束不同衍射角的平行光束，随后±1衍射平行光束经过第二矩形光栅（32）后形成同一视场角的两束平行光束，两束平行光束之间存在横向剪切，随后剪切光束经过后端成像物镜（4）成像在面阵探测器（5）的靶面上；面阵探测器（5）将光信号转化为电信号，电信号进入信号处理系统（6）。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱卓然，邱守义，
申请(专利权)人：邱卓然，
类型：发明
国别省市：江苏,32