基于带通采样技术的干涉光谱系统及目标光谱信息获取方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于带通采样技术的干涉光谱系统及目标光谱信息获取方法，以解决干涉光谱仪系统结构复杂、成本高、应用场景受限的技术问题。本发明专利技术将宽谱段光谱信号经色散单元进行色散预处理，得到以波长函数分布的宽带信号，宽带信号经干涉仪单元进行干涉调制，再按照带通采样技术要求进行间隔采样，由光电探测器收集干涉图信息，对光电探测器收集的干涉图信息等间距分割为多个窄带信号对应的干涉图信息，然后对等间隔分割后得到的干涉图信息进行处理及反演后，得到探测目标所对应的光谱分布。本发明专利技术相比奈奎斯特采样技术，允许以更大的采样间隔进行采样，有利于减少数据量，具有星载光谱探测应用的巨大潜力。

【技术实现步骤摘要】
基于带通采样技术的干涉光谱系统及目标光谱信息获取方法
本专利技术涉及光谱测试领域，具体涉及一种基于带通采样技术的干涉光谱系统及目标光谱信息获取方法。
技术介绍
干涉光谱仪基于光波干涉原理，通过测量目标的干涉图，对所测量的目标的干涉图进行傅里叶逆变换，可得到目标的光谱信息。干涉光谱仪可间接获取目标的光谱信息，具有多通道、高通量、探测精度高、杂散光低的显著优势。传统迈克尔逊型干涉光谱仪是一种时间积分型干涉光谱仪，通过动镜运动产生光程差，再通过时间积分获得完整干涉图。迈克尔逊型干涉光谱仪在干涉图采样时，通常需要满足奈奎斯特采样定理，即需要干涉图采样频率不低于最大波数所对应的干涉图频率的2倍。为满足奈奎斯特采样定理，干涉光谱仪对动镜运动系统的方向准确性和速度均匀性提出了很高的要求，尤其对短波波段的探测，干涉光谱仪对动镜运动系统的运动精度以及光电探测器的性能均提出了更苛刻的要求。基于奈奎斯特采样技术的传统迈克尔逊型干涉光谱仪的动镜运动系统对扰动和机械扫描精度都很敏感，这通常使动镜运动控制更为困难，使干涉光谱仪系统结构复杂，成本高，同时使干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于带通采样技术的干涉光谱系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的前置光学系统(1)、孔径为1mm以下的小孔(2)、准直镜组(3)、色散单元(4)、干涉仪单元(5)和光电探测器(6)；/n前置光学系统(1)用于将目标波前聚集于所述小孔(2)；/n准直镜组(3)用于对从所述小孔(2)出射的目标波前进行准直；/n色散单元(4)用于将准直后的目标波前进行色散和平行化，使目标波前按波长函数依次排列；/n干涉仪单元(5)用于对色散单元(4)输出的目标波前进行干涉调制；/n光电探测器(6)用于探测干涉仪单元(5)输出的干涉图。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于带通采样技术的干涉光谱系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的前置光学系统(1)、孔径为1mm以下的小孔(2)、准直镜组(3)、色散单元(4)、干涉仪单元(5)和光电探测器(6)；
前置光学系统(1)用于将目标波前聚集于所述小孔(2)；
准直镜组(3)用于对从所述小孔(2)出射的目标波前进行准直；
色散单元(4)用于将准直后的目标波前进行色散和平行化，使目标波前按波长函数依次排列；
干涉仪单元(5)用于对色散单元(4)输出的目标波前进行干涉调制；
光电探测器(6)用于探测干涉仪单元(5)输出的干涉图。


2.根据权利要求1所述的基于带通采样技术的干涉光谱系统，其特征在于：色散单元(4)包括第一光栅(41)和第二光栅(42)；第一光栅(41)位于准直镜组(3)的输出光路上，第二光栅(42)位于第一光栅(41)的输出光路上；第一光栅(41)、第二光栅(42)为指标相同的闪耀光栅，第一光栅(41)与第二光栅(42)平行错位放置，第一光栅(41)的工作面与第二光栅(42)的工作面相互平行。


3.根据权利要求1或2所述的基于带通采样技术的干涉光谱系统，其特征在于：干涉仪单元(5)包括分束器(51)、补偿器(52)、第一平面反射镜(53)、第二平面反射镜(54)和调制器(55)；调制器(55)和第二平面反射镜(54)沿分束器(51)的反射光路依次设置；补偿器(52)和第一平面反射镜(53)沿分束器(51)的透射光路依次设置。


4.根据权利要求3所述的基于带通采样技术的干涉光谱系统，其特征在于：调制器(55)由一对反向相对设置的楔角板组成。


5.根据权利要求1或2所述的基于带通采样技术的干涉光谱系统，其特征在于：干涉仪单元(5)包括分束器(51)、补偿器(52)、第一平面反射镜(53)、第二平面反射镜(54)；第二平面反射镜(54)设置在分束器(51)的反射光路上；补偿器(52)和第一平面反射镜(53)沿分束器(51)的透射光路依次设置；第一平面反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思远，田飞飞，王鹏冲，张宏建，张周锋，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61