CN101806624A - 角反射体动镜干涉仪 - Google Patents

角反射体动镜干涉仪 Download PDF

Info

Publication number
CN101806624A
CN101806624A CN 201010136881 CN201010136881A CN101806624A CN 101806624 A CN101806624 A CN 101806624A CN 201010136881 CN201010136881 CN 201010136881 CN 201010136881 A CN201010136881 A CN 201010136881A CN 101806624 A CN101806624 A CN 101806624A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mirror
corner reflector
movable mirror
reflector movable
beam splitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201010136881
Other languages
English (en)
Inventor
杨庆华
赵葆常
汶德胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Original Assignee
XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS filed Critical XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority to CN 201010136881 priority Critical patent/CN101806624A/zh
Publication of CN101806624A publication Critical patent/CN101806624A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种角反射体动镜干涉仪，包括分束器、平面反射镜、双面反射镜、角反射体动镜、角反射体动镜驱动系统以及探测收集系统；其中分束器将入射光分为反射光以及透射光；平面反射镜和角反射体动镜分别设置于两光路上；角反射体动镜驱动系统驱动角反射体动镜；双面反射镜设置于平面反射镜和角反射体动镜的反射光路上，可以将入射至双面反射镜的入射光反射后再经过平面反射镜反射至分束器，将入射至双面反射镜的入射光反射后再经过角反射体动镜反射至分束器；探测收集系统设置于最终经分束器透射或反射的出射光路上；本发明采用角反射体动镜，消除了平面动镜的倾斜问题；采用该干涉光路，消除了动镜横移问题，且结构紧凑、热稳定性好。

Description

角反射体动镜干涉仪
技术领域
本发明涉及一种干涉仪，尤其涉及一种应用于高光谱分辨率的傅里叶变换光谱仪的角反射体动镜干涉仪。
背景技术
时间调制型傅里叶变换光谱仪具有高光谱分辨率、高通量、多通道等优点，非常适用于大气遥感、超精细光谱测量，其核心部件为干涉系统。影响迈克尔逊(Michelson)干涉仪在傅里叶变换光谱仪中应用的最大问题是平面动镜在扫描过程中的倾斜问题，平面动镜在扫描过程中的倾斜会导致采样干涉图调制度的下降、并引起干涉图相位误差。
使用猫眼镜或角反射体代替平面动镜可以很好地解决倾斜问题，唯一的缺点是单个扫描猫眼镜或单个扫描角反射体存在横向偏移问题。
另外一种办法是使用自适应校正系统，但分辨率越高，这种校正系统的失灵概率就越高，而且该系统对机械振动引起的扰动非常敏感。
转镜式或摆镜式干涉仪结构消除了平面动镜倾斜带来的误差，提高了仪器的稳定性和可靠性，但其产生的光程差与转角或摆角之间为非线性关系，只适用于低分辨率光谱仪。
为满足日益发展的大气科学研究的需求，为进行超精细光谱的测量，需开发高光谱分辨率的傅里叶变换红外光谱仪。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可消除了动镜倾斜及横移问题、可获得很高的光谱分辨率、结构紧凑以及热稳定性好的角反射体动镜干涉仪。
本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种角反射体动镜干涉仪，其特殊之处在于：所述角反射体动镜干涉仪包括分束器、平面反射镜、双面反射镜、角反射体动镜、角反射体动镜驱动系统以及探测收集系统；所述分束器将入射光分为反射光以及透射光；所述平面反射镜设置于一光路上，所述角反射体动镜设置于另一光路上；所述角反射体动镜驱动系统驱动角反射体动镜；所述双面反射镜设置于平面反射镜和角反射体动镜的反射光路上；所述双面反射镜将入射至双面反射镜的入射光反射后再经过平面反射镜反射至分束器；所述双面反射镜将入射至双面反射镜的入射光反射后再经过角反射体动镜反射至分束器；所述探测收集系统设置于最终经分束器透射或反射的出射光路上。
上述平面反射镜设置于经分束器反射后的反射光路上时，所述角反射体动镜设置于经分束器透射后的透射光路上。
上述平面反射镜设置于经分束器透射后的透射光路上时，所述角反射体动镜设置于经分束器反射后的反射光路上。
上述探测收集系统包括收集镜以及设置于收集镜透射光路上的探测器。
上述角反射体动镜是三个相互垂直的平面反射镜构成的系统或直角锥棱镜。
上述分束器是两块相互平行的平面玻璃板构成的系统或是两块胶合的直角棱镜构成的系统。
上述双面反射镜是两表面镀有反射膜的平面平行玻璃板。
本发明的优点是：
1、可消除了动镜倾斜及横移问题。本发明采用角反射体动镜，消除了平面动镜的倾斜问题；采用该干涉光路，消除了动镜横移问题。
2、光程差为角反射体动镜位移(相对于其零光程差位置)的4倍，可获得很高的光谱分辨率。本发明当角反射体动镜移动距离a时，两路相干光束中一路光束的光程增加了2a，另外一路光束的光程减少了2a，则两路光束之间光程差的变化量为4a；因此，该干涉仪的光程差为角反射体动镜位移(相对于其零光程差位置)的4倍，从而可获得很高的光谱分辨率。
3、该干涉仪结构紧凑、热稳定性好。本发明在结构上采用角反射体动镜，与平面动镜相比，角反射体动镜可消除平面动镜倾斜问题；与猫眼镜相比，角反射体结构紧凑、热稳定性好。
附图说明
图1为本发明所提供的角反射体动镜干涉仪第一实施例结构示意图。
图2为本发明所提供的角反射体动镜干涉仪第二实施例结构示意图。
图3为本发明所涉及的角反射体的第一实施例结构示意图。
图4为本发明所涉及的角反射体的第二实施例结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种角反射体动镜干涉仪，该角反射体动镜干涉仪：包括分束器1、平面反射镜2、双面反射镜3、角反射体动镜4、角反射体动镜驱动系统5以及探测收集系统；平面反射镜2设置于分束器1的反射或透射光路上；角反射体动镜4设置于分束器1的透射或反射光路上；角反射体动镜驱动系统5驱动角反射体动镜4做直线往复运动；双面反射镜3设置于平面反射镜2和角反射体动镜4的反射光路上；双面反射镜3将入射至双面反射镜3一个镀膜表面的入射光反射后再经过平面反射镜2反射至分束器1并被分束器1透射或反射出去；双面反射镜3将入射至双面反射镜3另一个镀膜表面的入射光反射后再经过角反射体动镜4反射至分束器1并被分束器1反射或透射出去；探测收集系统设置于最终经分束器1透射或反射的出射光路上。探测收集系统包括收集镜6以及设置于收集镜6透射光路上的探测器7。
分束器1是两块相互平行的完全相同的平行平面玻璃板构成的系统，其中沿入射光路方向上第一个平行平面玻璃板的背面镀半反射膜；或是两块胶合的完全相同的直角棱镜构成的系统，其中直角棱镜的斜面为胶合面、胶合面的一个面镀半反射膜。
参见图1，为本发明所提供的角反射体动镜干涉仪的第一实施例。在该实施例中，分束器1半反射面45度角设置在入射光束光路上，固定平面反射镜2设置在上述分束器1半反射面反射光束光路上、且与分束器1半反射面相互平行；固定双面反射镜3的两镀膜表面均垂直于入射光束设置、且两镀膜表面分别反射分束器1半反射面反射和透射的两束光；角反射体动镜4设置在上述分束器1半反射面透射光束光路上，角反射体动镜4在角反射体动镜驱动系统5的驱动下在平行于入射光束的方向上做直线往复运动以产生光程差；分束器1、固定平面反射镜2、固定双面反射镜3的中心位于同一个平面内。
参见图2，为本发明所提供的角反射体动镜干涉仪的第二实施例。在该实施例中，分束器1半反射面45度角设置在入射光束光路上，固定平面反射镜2设置在上述分束器1半反射面透射光束光路上、且与分束器1半反射面相互平行；固定双面反射镜3的两镀膜表面均平行于入射光束设置、且两镀膜表面分别反射分束器1半反射面反射和透射的两束光；角反射体动镜4设置在上述分束器1半反射面反射光束光路上，角反射体动镜4在角反射体动镜驱动系统5的驱动下在垂直于入射光束的方向上做直线往复运动以产生光程差；分束器1、固定平面反射镜2、固定双面反射镜3的中心位于同一个平面内。
以图1中所示实施例为例，本发明在具体工作时，入射的平行光束在分束器1的半反射面上反射和透射、并被分为强度相等的两束光(即反射光束I和透射光束II)，反射光束I依次被固定平面反射镜2、固定双面反射镜3、固定平面反射镜2反射后射向分束器1；透射光束II依次被角反射体动镜4、固定双面反射镜3、角反射体动镜4反射后射向分束器1；这两束光相交时发生干涉，经收集镜6会聚到探测器7上。
光束I和II之间的光程差是由角反射体动镜4在平行于入射光束方向上的直线往复运动产生的。当角反射体动镜4移动距离a时，有两种情况：一种情况是光束I的光程增加了2a而光束II的光程减少了2a，于是光束I和光束II之间光程差的变化量为4a；另外一种情况是光束I的光程减少了2a而光束II的光程增加了2a，则光束I和光束II之间光程差的变化量仍为4a。同理，当角反射体动镜4移动距离a时，光束III和光束IV之间光程差的变化量为4a。因此，光程差的变化量为角反射体动镜4移动距离的4倍。
则光程差x与角反射体动镜4位移(相对于其零光程差位置)l之间的关系为：
x＝4l            (1)
干涉强度与光程差之间的关系式为：
I(x)＝B(σ)[1+coS(2πσx)]        (2)
式中σ为波数，B(σ)为光谱强度，x为光程差。
于是，角反射体动镜干涉仪的干涉强度与角反射体动镜4位移(相对于其零光程差位置)之间的关系为
I(x)＝B(σ)[1+cos(8πσl)]        (3)
参见图3和图4，角反射体动镜4可以是三个相互垂直的平面反射镜构成的系统，也可为一个直角锥棱镜。

Claims (7)

1.一种角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述角反射体动镜干涉仪包括分束器、平面反射镜、双面反射镜、角反射体动镜、角反射体动镜驱动系统以及探测收集系统；所述分束器将入射光分为反射光以及透射光；所述平面反射镜设置于一光路上，所述角反射体动镜设置于另一光路上；所述角反射体动镜驱动系统驱动角反射体动镜；所面反射镜设置于平面反射镜和角反射体动镜的反射光路上；所述双面反射镜将入射至双面反射镜的入射光反射后再经过平面反射镜反射至分束器；所述双面反射镜将入射至双面反射镜的入射光反射后再经过角反射体动镜反射至分束器；所述探测收集系统设置于最终经分束器透射或反射的出射光路上。
2.根据权利要求1所述的角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述平面反射镜设置于经分束器反射后的反射光路上时，所述角反射体动镜设置于经分束器透射后的透射光路上。
3.根据权利要求1所述的角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述平面反射镜设置于经分束器透射后的透射光路上时，所述角反射体动镜设置于经分束器反射后的反射光路上。
4.根据权利要求1或2或3所述的角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述探测收集系统包括收集镜以及设置于收集镜透射光路上的探测器。
5.根据权利要求4所述的角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述角反射体动镜是三个相互垂直的平面反射镜构成的系统或直角锥棱镜。
6.根据权利要求5所述的角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述分束器是两块相互平行的平面玻璃板构成的系统或是两块胶合的直角棱镜构成的系统。
7.根据权利要求6所述的角反射体动镜干涉仪，其特征在于：所述双面反射镜是两表面镀有反射膜的平面平行玻璃板。
CN 201010136881 2010-03-31 2010-03-31 角反射体动镜干涉仪 Pending CN101806624A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010136881 CN101806624A (zh) 2010-03-31 2010-03-31 角反射体动镜干涉仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010136881 CN101806624A (zh) 2010-03-31 2010-03-31 角反射体动镜干涉仪

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101806624A true CN101806624A (zh) 2010-08-18

Family

ID=42608515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010136881 Pending CN101806624A (zh) 2010-03-31 2010-03-31 角反射体动镜干涉仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101806624A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103822718A (zh) * 2014-03-10 2014-05-28 李剑平 一种成像傅里叶变换光谱测量用扫描干涉仪装置
CN104034422A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 中国科学院光电研究院 高稳定性转镜干涉仪
CN104502067A (zh) * 2014-12-25 2015-04-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种傅里叶变换平面光栅相对衍射效率测试仪
CN105242386A (zh) * 2015-10-30 2016-01-13 吴凡 信号的被动式光传送装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0267935A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Jeol Ltd 干渉計
CN101290390A (zh) * 2008-05-23 2008-10-22 杨庆华 双角反射体干涉仪
CN101320126A (zh) * 2008-06-02 2008-12-10 杨庆华 双面反射动镜干涉仪
CN101532880A (zh) * 2008-03-12 2009-09-16 中国科学院西安光学精密机械研究所 双动镜干涉仪

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0267935A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Jeol Ltd 干渉計
CN101532880A (zh) * 2008-03-12 2009-09-16 中国科学院西安光学精密机械研究所 双动镜干涉仪
CN101290390A (zh) * 2008-05-23 2008-10-22 杨庆华 双角反射体干涉仪
CN101320126A (zh) * 2008-06-02 2008-12-10 杨庆华 双面反射动镜干涉仪

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《J.Mod.Opt.》 19641231 W.H.Steel On Möbius-band interferometers 211-213 1-3 第11卷, *
《J.Mod.Opt.》 19641231 W.H.Steel On Möbius-band interferometers 211-213 4-7 第11卷, *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103822718A (zh) * 2014-03-10 2014-05-28 李剑平 一种成像傅里叶变换光谱测量用扫描干涉仪装置
CN104034422A (zh) * 2014-06-23 2014-09-10 中国科学院光电研究院 高稳定性转镜干涉仪
CN104034422B (zh) * 2014-06-23 2016-04-13 中国科学院光电研究院 高稳定性转镜干涉仪
CN104502067A (zh) * 2014-12-25 2015-04-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种傅里叶变换平面光栅相对衍射效率测试仪
CN105242386A (zh) * 2015-10-30 2016-01-13 吴凡 信号的被动式光传送装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101320126B (zh) 双面反射动镜干涉仪
CN101832821B (zh) 基于合成波长的激光波长测量方法及装置
CN102003935B (zh) 一种激光跟踪仪测量中环境补偿的方法
CN201653358U (zh) 一种新型线性衍射光栅干涉仪结构
US20130083323A1 (en) Photoelectric autocollimation method and apparatus based on beam drift compensation
US20140160489A1 (en) Four-axis four-subdividing interferometer
CN102944169A (zh) 一种同步偏振相移干涉仪
CN104713649B (zh) 一种傅里叶变换光谱仪用干涉仪
CN101532880B (zh) 双动镜干涉仪
US8441649B2 (en) Multi-beam interferometer displacement measuring system utilized in a large measuring range
CN103791858A (zh) 用于小角度测量的共光路激光干涉装置及测量方法
CN101806624A (zh) 角反射体动镜干涉仪
CN203869776U (zh) 一种成像傅里叶变换光谱测量用扫描干涉仪装置
CN101566459A (zh) 一种双频激光干涉仪
CN101329200A (zh) 双路输出双角反射体干涉仪
CN101435880B (zh) 高层大气风场静态宽场消色差消温差多方向实时同时探测法
CN111562001B (zh) 一种双路四通道偏振干涉成像系统及方法
CN101251420A (zh) 新型双动镜干涉仪
CN101369015B (zh) 基于双边缘检测的测风激光雷达的分光装置
CN101793553A (zh) 双面反射动镜干涉仪
CN201637492U (zh) 一种基于合成波长的激光波长测量装置
US11448552B2 (en) Common-path cube corner interferometer and interference technique
CN116007503A (zh) 一种基于偏振分束光栅的干涉位移测量装置
CN115031630B (zh) 一种光频梳色散干涉的平面位姿测量装置及测量方法
CN101303254A (zh) 新型双猫眼动镜干涉仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20100818