靜態(tài)固定反射鏡干涉儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，干涉儀包括分束鏡(2)、第一反射鏡(3)、第二反射鏡(4)、柱面鏡(5)和CCD(6)，所述第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)的鏡面法線方向相互垂直，所述分束鏡(2)設(shè)置在第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)的鏡面法線的交叉點上，所述柱面鏡(5)和CCD(6)分別設(shè)置在第一反射鏡(3)和分束鏡(2)連線的下方。本實用新型提供的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，對傳統(tǒng)的邁克爾遜干涉儀進行了改進，在結(jié)構(gòu)上更加簡潔，結(jié)合算法可以更加快速準確地獲得干涉條紋仲的頻譜信息。
【專利說明】靜態(tài)固定反射鏡干涉儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于光譜成像的儀器，尤其涉及一種靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，屬于光譜成像領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]傅里葉變換光譜技術(shù)，或簡稱為傅里葉光譜技術(shù)，可以追溯到1880年發(fā)明的邁克爾遜(Michelson)干涉儀；雖然該發(fā)明的初衷是用于真空中光速的測量，但是它具備了現(xiàn)代傅里葉變換光譜儀的基本結(jié)構(gòu)。1891年邁克爾遜明確指出，在雙光束干涉儀的接收面上，由光程差變化引起的干涉強度變化等于被測光譜的傅里葉變換，從而奠定了現(xiàn)代傅里葉變換光譜儀的理論基礎(chǔ)。在隨后發(fā)展歷程中，盡管傅里葉光譜技術(shù)的很多優(yōu)點被人們揭示出來，但是由于高分辨率傅里葉變換光譜反演過程所需要的計算量非常大，因此直到20世紀后半葉，傅里葉光譜技術(shù)才隨著數(shù)字計算機技術(shù)的發(fā)展逐步占據(jù)光譜技術(shù)、尤其是紅外光譜測量領(lǐng)域的重要地位。特別是在1965年，J.ff.Cooley和J.W.Tukey發(fā)明了快速傅里葉變換(FFT)算法并且把它應(yīng)用于干涉光譜儀上，從而使高分辨率傅里葉變換光譜反演所需要的計算時間大大縮短，也使得傅里葉變換光譜測量技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為現(xiàn)實。
[0003]傅里葉光譜技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)不僅僅停留在針對簡單的點光源或面光源的光譜測量。為了滿足各種應(yīng)用場合的需要，具有成像、高靈敏度、快速、寬譜段、高穩(wěn)定性等功能或特點的傅里葉光譜技術(shù)也得到發(fā)展。雖然傅里葉變換光譜儀FTS(Fourier TransformSpectrometers)早在20世紀60年代就逐步進入實用化，但傅里葉變換成像光譜儀FTIS (Fourier Transform Imaging Spectrometers)的概念直到 20 世紀 90 年代初才隨著遙感成像光譜技術(shù)的發(fā)展而被提出，并得到大力發(fā)展。因此可以認為傅里葉光譜技術(shù)仍然是一門年輕的科學(xué)。成像光譜技術(shù)是70年代末首先在美國提出并發(fā)展起來的，它具有圖像和光譜合一的特點，其信息的分析處理集中于在光譜維上進行圖像信息的展開和定理分析。在遙感領(lǐng)域，各國都將干涉型成像光譜技術(shù)作為重點發(fā)展方向。
[0004]傅里葉變換成像光譜儀在很多文獻中又被稱作成像干涉儀(imaginginterferometer)。按掃描原理劃分，目前的傅里葉變換成像光譜儀大致可以劃分為時間調(diào)制型(Temporarily Modulated)和空間調(diào)制型(Spatially Modulated)兩大類。其中時間調(diào)制型需要安裝動鏡，光程差的變化受到一定的限制。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決好現(xiàn)有技術(shù)的問題，彌補現(xiàn)有目前市場上現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。
[0006]本實用新型提供了一種靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，干涉儀包括分束鏡、第一反射鏡、第二反射鏡、柱面鏡和CCD，所述第一反射鏡和第二反射鏡的鏡面法線方向相互垂直，所述分束鏡設(shè)置在第一反射鏡和第二反射鏡的鏡面法線的交叉點上，所述柱面鏡和CCD分別設(shè)置在第一反射鏡和分束鏡連線的下方。
[0007]優(yōu)選的，上述分束鏡分別與第一反射鏡和第二反射鏡呈。角設(shè)置。
[0008]優(yōu)選的，上述分束鏡面向第一反射鏡的一面貼設(shè)有增透膜。
[0009]優(yōu)選的，上述分束鏡面向第二反射鏡的一面貼設(shè)有半反半透膜。
[0010]優(yōu)選的，上述光源發(fā)出的光束朝向分束鏡貼設(shè)有增透膜的一面。
[0011]本實用新型提供的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，對傳統(tǒng)的邁克爾遜干涉儀進行了改進，在結(jié)構(gòu)上更加簡潔，結(jié)合算法可以更加快速準確地獲得干涉條紋仲的頻譜信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖標記:1_光源；2_分束鏡；3_第一反射鏡；4_第二反射鏡；5_柱面鏡；6_(XD ;7-增透膜；8-半反半透膜。

【具體實施方式】
[0014]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本實用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0015]本實用新型的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀具體如圖1所示，干涉儀包括分束鏡(2)、第一反射鏡(3)、第二反射鏡(4)、柱面鏡(5)和CCD (6),所述第一反射鏡(3)和第二反射鏡
(4)的鏡面法線方向相互垂直，所述分束鏡(2)設(shè)置在第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)的鏡面法線的交叉點上，所述柱面鏡(5)和CCD(6)分別設(shè)置在第一反射鏡(3)和分束鏡(2)連線的下方。分束鏡(2)分別與第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)呈45°角設(shè)置。分束鏡
(2)面向第一反射鏡(3)的一面貼設(shè)有增透膜(7)。分束鏡(2)面向第二反射鏡(4)的一面貼設(shè)有半反半透膜(8)。光源(I)發(fā)出的光束朝向分束鏡(2)貼設(shè)有增透膜(7)的一面。光束經(jīng)過分束鏡(2)后分別進行了折射和透射，其中折射后的光到達第一反射鏡(3)再進過分束鏡(2)透射后經(jīng)過柱面鏡(5)到達CCD ￠)，經(jīng)過分束鏡(2)透射后的光到達第二反射鏡(4)后經(jīng)過反射，再經(jīng)過分束鏡(2)的折射后也經(jīng)過柱面鏡(5)到達CCD出)。這樣兩束光形成了干涉。
[0016]本實用新型提供的干涉儀是在傳統(tǒng)干涉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將原有動鏡變?yōu)閮A斜一定角度的固定反射鏡，如圖中反射鏡I所示。當光源I發(fā)出的光線入射系統(tǒng)后，由分束鏡分為兩束光，一部分由第一反射鏡3反射回柱面鏡，這束光由于第一反射鏡3存在一定的夾角而非原路返回，其會與光線經(jīng)第二反射鏡4反射的光線發(fā)生相干，形成干涉條紋。其他光線也以此類推，與其他光線發(fā)生干涉，最終在整個柱面鏡上形成靜態(tài)干涉條紋，再由柱面鏡5匯聚到CCD6上，采集得到干涉條紋的灰度數(shù)據(jù)。CCD6采集的數(shù)據(jù)傳人計算中，在軟件中完成干涉條紋的濾波、去噪，再通過FFT算法將干涉條紋中的頻譜信息提取出來，最終顯示出其結(jié)果。
[0017]在實際情況中，干涉條紋通過引入修正因子，可將光源強度表示為:
[0018]I (X, υ ) = B ( υ ) cos (2 π υ χ) (I)
[0019]對于理想的單色光其產(chǎn)生的干涉條紋如式(I)的光強分布.而對復(fù)色光而言，按疊加原理干涉條紋光強可表示為:
[0020]1 ( X，°)= 2Η (l>) ￡ B (υ) cos (2;ζυχ) du ⑵
[0021]其中，υ為波數(shù)，H(U)為一個常量因子，B(U)為光源的功率譜。所以，干涉光強分布I (X)和光譜分布B(U)是傅里葉變換關(guān)系，即:

K
I (x) = B …)e~2mxdu
[0022]<
Β (υ) = Γ1 (χ) ^?2πυ^ ⑴
[0023]本實用新型提供的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，對傳統(tǒng)的邁克爾遜干涉儀進行了改進，在結(jié)構(gòu)上更加簡潔，結(jié)合算法可以更加快速準確地獲得干涉條紋仲的頻譜信息。
[0024]以上所述之【具體實施方式】為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定本實用新型的具體實施范圍，本實用新型的范圍包括并不限于本【具體實施方式】，凡依照本實用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，其特征在于:所述干涉儀包括分束鏡(2)、第一反射鏡(3)、第二反射鏡(4)、柱面鏡(5)和CCD (6)，所述第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)的鏡面法線方向相互垂直，所述分束鏡(2)設(shè)置在第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)的鏡面法線的交叉點上，所述柱面鏡(5)和CCD(6)分別設(shè)置在第一反射鏡(3)和分束鏡(2)連線的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，其特征在于:所述分束鏡(2)分別與第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)呈45°角設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，其特征在于:所述分束鏡(2)面向第一反射鏡(3)的一面貼設(shè)有增透膜(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，其特征在于:所述分束鏡(2)面向第二反射鏡(4)的一面貼設(shè)有半反半透膜(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的靜態(tài)固定反射鏡干涉儀，其特征在于:所述光源(I)發(fā)出的光束朝向分束鏡(2)貼設(shè)有增透膜(7)的一面。
【文檔編號】G01J3/45GK204007871SQ201420426816
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】卓朝旦 申請人:奉化市宇創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計有限公司