一种多分辨率模式干涉光谱系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多分辨率模式干涉光谱系统，包括准直镜L1，分束器BS，三个平面反射镜，两个平面反射光栅，以及成像镜L2和探测器D，两个平面反射光栅关于分束器BS对称，且两个平面反射光栅与水平方向的倾斜量为45

【技术实现步骤摘要】
一种多分辨率模式干涉光谱系统


[0001]本专利技术涉及光谱仪
，尤其涉及一种多分辨率模式干涉光谱系统。

技术介绍

[0002]光谱技术经过三十多年的飞速发展，仪器体积越来越小，所获取的光谱信息越来越多，光谱分辨率越来越高，在航空航天遥感、环境灾害监测、大气探测、宇宙与天文观测、物质分析、工业、农业、生物、医学影像等方面己经得到了广泛的应用。现有的光谱技术根据分光原理不同主要可分为：色散型光谱仪、滤波片调制光谱仪和干涉光谱仪。其中干涉光谱技术(又称为傅里叶变换光谱技术)具有多通道、高通量、极高光谱分辨率等优点，已经广泛应用于大气痕量气体探测领域。
[0003]目前，用于大气探测领域的(高光谱分辨率)干涉光谱技术主要有两类：一类是以迈克尔逊干涉仪为代表的动镜式干涉光谱技术，另一类是以空间外差为代表的外差干涉光谱技术，其中：
[0004]以迈克尔逊干涉仪为代表的动镜式干涉光谱技术是当前气体浓度检测最为理想的方法之一，其光学系统结构通常由分束器、动镜和定镜三部分构成，动镜和定镜采用平面镜或立方体反射镜，通过动镜扫描探测不同光程差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多分辨率模式干涉光谱系统，其特征在于，所述系统包括准直镜L1，分束器BS，三个平面反射镜M1、M2和M3，两个平面反射光栅G1和G2，以及成像镜L2和探测器D，其中：分束器BS和平面反射镜M2位于同一直线，并水平放置；平面反射镜M2的上下两个面均为反射面，且上下两面平行；平面反射镜M1和M3均与平面反射镜M2平行，即三个平面反射镜M1、M2和M3的反射面互相平行，且平面反射镜M1和M3关于平面反射镜M2对称，这三个平面反射镜固定在一起构成平行摆镜系统，能绕垂直于纸面的转轴A摆动；通过控制平行摆镜系统的摆动来改变两束干涉光的光程差，以得到不同光程差的干涉信息；两个平面反射光栅G1和G2关于分束器BS对称，且两个平面反射光栅G1和G2与水平方向的倾斜量为45
°±
θ，θ为光栅倾斜角，根据需要设置；准直镜L1位于分束器BS的前端，携带被测信息的光经过准直镜L1准直后成为平行光，并以45
°
角入射到分束器BS上；分束器BS将入射光分为透射光和反射光两路；其中，反射光经过平面反射镜M3和M2的反射后入射到平面反射光栅G1上，经过平面反射光栅G1分光衍射为波长连续的单色光；再经平面反射镜M2和M3的反射后，再次回到分束器BS；透射光经过平面反射镜M1和M2反射后入射到平面反射光栅G2上，经过平面反射光栅G2分光衍射为波长连续的单色光；再经平面反射镜M2和M1反射后，也再次回到分束器BS；在分束器BS上相同波长的单色光汇合后形成干涉光；成像镜L2位于所述分束器BS的后端，所形成的干涉光经成像镜L2汇聚后，在探测器D上得到目标按波长排列的干涉信息；根据所述探测器D上所得到的干涉信息，通过光谱复原处理，复原出高分辨率的光谱信息。2.根据权利要求1所述多分辨率模式干涉光谱系统，其特征在于，经平面反射光栅G1和G2分光衍射后不同波长的衍射光与入射光之间的夹角为φ(v)，φ(v)是与光栅常数、入射角、波数及衍射级次相关的变量。3.根据权利要求1所述多分辨率模式干涉光谱系统，其特征在于，所述光栅倾斜角θ的具体设置过程为：假设d是光栅常数，波数为v的光以入射角α入射到平面反射光栅上，产生的衍射角为β(ν)，光栅方程的公式为：根据几何关系得到：θ＝α；即光栅倾斜角θ等于光线入射到平面反射光栅的入射角α。4.根据权利要求1所述多分辨率模式干涉光谱系统，其特征在于，若所述平行摆镜系统的三个平面反射镜M1、M2和M3不动，且处于零光程差位置，则所述系统等效为光栅光谱仪。5.根据权利要求1所述多分辨率模式干涉光谱系统，其特征在于，所述通过控制平行摆镜系统的摆动来改变两束干涉光的光程差，以得到不同光程差的干涉信息，具体过程为：
假定平行摆镜系统在某一时刻的摆动角度为ω，平行摆镜间距为h，某一波数为v，波长为的光B(ν)经平面反射光栅衍射后的衍射光与入射光之间的夹角为φ(ν)，则从分束器BS出射的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕群波，陈鑫雯，相里斌，谭政，赵娜，王建威，才啟胜，刘扬阳，孙建颖，裴琳琳，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：