本發(fā)明涉及紅外遙感探測技術(shù)的，尤其涉及一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)今衛(wèi)星遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地球天氣預(yù)報、大氣化學成份監(jiān)測等方面。國際上對地球大氣紅外波段的探測，多使用搭載紅外高光譜探測技術(shù)的載荷。利用紅外傅里葉變換干涉式大氣垂直探測儀探測大氣溫、濕度、成分，需要高的光譜分辨率和大的探測視場。其中光譜分辨率由光程差的數(shù)值決定，光程差的產(chǎn)生由運動機構(gòu)實現(xiàn)。如果光譜儀探測元在其干涉儀中的光學視場太大，其引起的光譜展寬會超過光譜分辨率要求，這時即便增加光程差也無法提高光譜分辨率。

2、因此，如何利用運動機構(gòu)令所有光束光程一致，實現(xiàn)大視場高光譜分辨率成為需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在如何利用運動機構(gòu)令所有光束光程一致，實現(xiàn)大視場高光譜分辨率的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：該運動機構(gòu)包括光學一鏡、光學二鏡、一鏡鏡座、二鏡鏡座、第一組的一鏡彈簧和二鏡彈簧、第二組的一鏡彈簧和二鏡彈簧，其中第一內(nèi)固定板和第一外固定板對應(yīng)位置各設(shè)有內(nèi)凹部，兩個內(nèi)凹部共同形成第一凹槽，第一組的一鏡彈簧固定端同一鏡鏡座連接，第一組的一鏡彈簧被第一內(nèi)固定板和第一外固定板夾緊，第一組的一鏡彈簧的活動端連接位于第一凹槽內(nèi)的第一固定板，第一組的二鏡彈簧固定端同二鏡鏡座連接，第一組的二鏡彈簧的活動端被第一內(nèi)固定板和第一外固定板夾緊，第一組的一鏡彈簧、第一內(nèi)固定板和第一組的二鏡彈簧形成第一彈簧連桿；

3、第二內(nèi)固定板和第二外固定板對應(yīng)位置各設(shè)有內(nèi)凹部，兩個內(nèi)凹部共同形成第二凹槽，第二組的一鏡彈簧固定端同一鏡鏡座連接，第二組的一鏡彈簧被第二內(nèi)固定板和第二外固定板夾緊，第二組的一鏡彈簧的活動端連接位于第二凹槽內(nèi)的第二固定板，第二組的二鏡彈簧固定端同二鏡鏡座連接，第二組的二鏡彈簧的活動端被第二內(nèi)固定板和第二外固定板夾緊，第二組的一鏡彈簧、第二內(nèi)固定板和第二組的二鏡彈簧形成第二彈簧連桿；

4、第一凹槽和第二凹槽位置對應(yīng)；

5、當二鏡鏡座帶著光學二鏡平面運動時，第一彈簧連桿以第一固定板為支點，第二彈簧連桿以第二固定板為支點，第一彈簧連桿和第二彈簧連桿同向平面旋轉(zhuǎn)并帶動一鏡鏡座以及光學一鏡做同光學二鏡反向的平面運動。

6、進一步，該運動機構(gòu)還包括第一夾板、第二夾板、第三夾板和第四夾板，第一組的一鏡彈簧固定端通過螺釘固定于第一夾板和一鏡鏡座之間，第一組的二鏡彈簧固定端通過螺釘固定于第二夾板和二鏡鏡座之間，第二組的一鏡彈簧固定端通過螺釘固定于第三夾板和一鏡鏡座之間，第二組的二鏡彈簧固定端通過螺釘固定于第四夾板和二鏡鏡座之間。

7、進一步，一鏡鏡座對應(yīng)第一夾板的一端為第一端，第一端的下表面同第一夾板下邊沿齊平；二鏡鏡座對應(yīng)第二夾板的一端為第二端，第二端的上表面同第二夾板上邊沿齊平；一鏡鏡座對應(yīng)第三夾板的一端為第三端，第三端的下表面同第三夾板下邊沿齊平；二鏡鏡座對應(yīng)第四夾板的一端為第四端，第四端的上表面同第四夾板上邊沿齊平。

8、進一步，一鏡鏡座下表面和第一內(nèi)固定板上表面之間間隔設(shè)定第一距離，一鏡鏡座下表面和第二內(nèi)固定板上表面之間間隔設(shè)定第二距離，第一距離和第二距離相等；二鏡鏡座上表面和第一內(nèi)固定板下表面之間間隔設(shè)定第三距離，二鏡鏡座上表面和第二內(nèi)固定板下表面之間間隔設(shè)定第四距離，第三距離和第四距離相等；

9、第一內(nèi)固定板、第一外固定板、第二內(nèi)固定板和第二外固定板的外框尺寸均相同；

10、第一固定板上邊沿同第一凹槽的上表面之間的距離同第二固定板上邊沿同第二凹槽的上表面之間的距離相等。

11、進一步，一鏡鏡座和二鏡鏡座為尺寸相同的兩塊方形板或回形框；

12、進一步，光學一鏡和光學二鏡均為楔鏡，光學一鏡的第一斜面和光學二鏡的第二斜面相對；

13、第一組的一鏡彈簧和二鏡彈簧、第二組的一鏡彈簧和二鏡彈簧均采用彈簧片，彈簧片采用鈹青銅材料制成；

14、一鏡鏡座、二鏡鏡座、第一夾板、第二夾板、第三夾板、第四夾板、第一內(nèi)固定板、第一外固定板、第二內(nèi)固定板和第二外固定板均采用金屬鋁材料制成。

15、進一步，第一組的二鏡彈簧中心和第二組的二鏡彈簧中心連線，形成第二直線，第一組的一鏡彈簧中心和第二組的一鏡彈簧中心連線，形成第一直線，第一直線和第二直線平行，兩者形成基準平面；

16、二鏡鏡座帶著光學二鏡平面運動是指光學二鏡在同基準平面平行的一個平面內(nèi)的運動；一鏡鏡座帶著光學一鏡平面運動是指光學一鏡在同基準平面平行的一個平面內(nèi)的運動。

17、進一步，光學一鏡順時針旋轉(zhuǎn)180°后同光學二鏡擺放方向相同；

18、光學一鏡的第一斜面同基準平面平行，光學二鏡的第二斜面同基準平面平行。

19、進一步，光學一鏡通過第一z形板連接一鏡鏡座，光學二鏡通過第二z形板連接二鏡鏡座，運動機構(gòu)重心配平至二鏡鏡座的幾何中心上方。

20、鑒于上述技術(shù)特征，本發(fā)明具有如下有益效果：

21、1、本發(fā)明中一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，通過楔鏡(即光學一鏡和光學二鏡)補償光程，突破視場對光譜分辨率極限限制，使邊緣視場光譜分辨率與中心視場一致，可以應(yīng)用于大視場需求場合。

22、2、本發(fā)明中一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，光學一鏡和光學二鏡的運動過程中，光學鏡面具有良好的平動特性，干涉波面差小，運行時光線抖動小，保證了干涉儀干涉性能。

23、3、本發(fā)明中一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，光學一鏡和光學二鏡在運動過程中同時具備光程差補償功能和光程差產(chǎn)生功能。

24、4、本發(fā)明中一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，采用彈簧(即一鏡彈簧和二鏡彈簧)實現(xiàn)往復運動，不需要軸承，可以避免由于潤滑所帶來的所有問題。

25、5、本發(fā)明中一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，光學一鏡和光學二鏡的正向、反向運動特性一致，因此正向、反向運動都可以用來產(chǎn)生干涉圖，增加探測效率。

26、6、本發(fā)明的一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，可以突破視場對光譜分辨率極限限制，滿足大視場和高光譜分辨率同時需要的應(yīng)用場合。

技術(shù)特征：

1.一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：該運動機構(gòu)包括光學一鏡(1)、光學二鏡(2)、一鏡鏡座(3)、二鏡鏡座(5)、第一組的一鏡彈簧(81)和二鏡彈簧(91)、第二組的一鏡彈簧(82)和二鏡彈簧(92)，其中第一內(nèi)固定板(61)和第一外固定板(71)對應(yīng)位置各設(shè)有內(nèi)凹部，兩個內(nèi)凹部共同形成第一凹槽(60)，第一組的一鏡彈簧(81)固定端同一鏡鏡座(3)連接，第一組的一鏡彈簧(81)被第一內(nèi)固定板(61)和第一外固定板(71)夾緊，第一組的一鏡彈簧(81)的活動端連接位于第一凹槽(60)內(nèi)的第一固定板(101)，第一組的二鏡彈簧(91)固定端同二鏡鏡座(5)連接，第一組的二鏡彈簧(91)的活動端被第一內(nèi)固定板(61)和第一外固定板(71)夾緊，第一組的一鏡彈簧(81)、第一內(nèi)固定板(61)和第一組的二鏡彈簧(91)形成第一彈簧連桿；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：該運動機構(gòu)還包括第一夾板(41)、第二夾板(42)、第三夾板(43)和第四夾板(44)，第一組的一鏡彈簧(81)固定端通過螺釘固定于第一夾板(41)和一鏡鏡座(3)之間，第一組的二鏡彈簧(91)固定端通過螺釘固定于第二夾板(42)和二鏡鏡座(5)之間，第二組的一鏡彈簧(82)固定端通過螺釘固定于第三夾板(43)和一鏡鏡座(3)之間，第二組的二鏡彈簧(92)固定端通過螺釘固定于第四夾板(44)和二鏡鏡座(5)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：一鏡鏡座(3)對應(yīng)第一夾板(41)的一端為第一端，第一端的下表面同第一夾板(41)下邊沿齊平；二鏡鏡座(5)對應(yīng)第二夾板(42)的一端為第二端，第二端的上表面同第二夾板(42)上邊沿齊平；一鏡鏡座(3)對應(yīng)第三夾板(43)的一端為第三端，第三端的下表面同第三夾板(43)下邊沿齊平；二鏡鏡座(5)對應(yīng)第四夾板(44)的一端為第四端，第四端的上表面同第四夾板(44)上邊沿齊平。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：一鏡鏡座(3)下表面和第一內(nèi)固定板(61)上表面之間間隔設(shè)定第一距離，一鏡鏡座(3)下表面和第二內(nèi)固定板(62)上表面之間間隔設(shè)定第二距離，第一距離和第二距離相等；二鏡鏡座(5)上表面和第一內(nèi)固定板(61)下表面之間間隔設(shè)定第三距離，二鏡鏡座(5)上表面和第二內(nèi)固定板(62)下表面之間間隔設(shè)定第四距離，第三距離和第四距離相等；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：一鏡鏡座(3)和二鏡鏡座(5)為尺寸相同的兩塊方形板或回形框。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：光學一鏡(1)和光學二鏡(2)均為楔鏡，光學一鏡(1)的第一斜面和光學二鏡(2)的第二斜面相對；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：第一組的二鏡彈簧(91)中心和第二組的二鏡彈簧(92)中心連線，形成第二直線，第一組的一鏡彈簧(81)中心和第二組的一鏡彈簧(82)中心連線，形成第一直線，第一直線和第二直線平行，兩者形成基準平面；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于光學一鏡(1)順時針旋轉(zhuǎn)180°后同光學二鏡(2)擺放方向相同；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，其特征在于：光學一鏡(1)通過第一z形板(12)連接一鏡鏡座(3)，光學二鏡(2)通過第二z形板(22)連接二鏡鏡座(5)，運動機構(gòu)重心配平至二鏡鏡座(5)的幾何中心上方。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)大視場高光譜分辨率探測光程差產(chǎn)生方法的運動機構(gòu)，包括光學一鏡、光學二鏡、一鏡彈簧、二鏡彈簧、內(nèi)固定板。內(nèi)固定板、一鏡彈簧和二鏡彈簧組成彈簧連桿，與一鏡鏡座和二鏡鏡座構(gòu)成門形框；以固定板固定端為支點，機構(gòu)可以做平面運動，往復驅(qū)動力施加于二鏡鏡座上，一鏡彈簧和二鏡彈簧產(chǎn)生彈性彎曲變形，帶動光學一鏡與光學二鏡按設(shè)定速度比做方向相反的平面運動，運動時光學鏡面無角度傾斜。光學二鏡運動產(chǎn)生的光程，中心光束大于斜光束；光學一鏡及光學二鏡相對運動，光束在光學元件內(nèi)路徑變化，此過程產(chǎn)生的光程，中心光束小于斜光束，設(shè)計光學鏡結(jié)構(gòu)、運動速度比令所有光束光程一致，實現(xiàn)大視場高光譜分辨率。

技術(shù)研發(fā)人員：王戰(zhàn)虎,趙蓮維,丁雷,李利兵,樊慶,張晨珺,牟蒙
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9