CN104006884A - 基于栅格分束器的空间调制型光谱仪及制作方法 - Google Patents

Abstract

基于栅格分束器的空间调制型光谱仪及制作方法，涉及光谱分析仪器领域，解决现有光谱仪结构内部存在着可动部件，导致其体积、重量较大的问题，包括准直系统、样品池、干涉系统、缩束系统和探测器，干涉系统包括多级小阶梯微反射镜、栅格型分束器和多级大阶梯微反射镜；红外光源发出的光经准直系统准直成红外平行光，平行光经过样品池样品吸收后经栅格型分束器分成相干的两束光；两束光分别入射到多级大阶梯微反射镜和多级小阶梯微反射镜上，并经多级小阶梯微反射镜反射到栅格型分束器；经栅格型分束器反射后的光经缩束系统后，在红外面阵探测器上获得干涉条纹；对干涉条纹做傅里叶变换就可以获得待测物的光谱信息。

Description

基于栅格分束器的空间调制型光谱仪及制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光谱分析仪器领域，涉及一种新型空间调制傅里叶变换红外光谱仪制作方法，具体涉及一种基于栅格型分束器和多级阶梯微反射镜的空间调制傅里叶变换红外光谱仪系统的制作方法。

背景技术

[0002] 傅里叶变换光谱仪由于具备较高的光通量和多通道传输能力，在物质光谱特性分析中有着广泛的应用。它可进行高精度的光谱测量，进行定性或定量分析，可对未知物进行探测，因此在诸多领域得到了十分广泛的应用。当前，环境和安全监测、医疗分析检测、空间探测、气象或资源探测、军事地物侦察分析以及反恐防化等领域对高精度、微型化和轻量化的傅里叶红外光谱分析系统有迫切需求。但目前普遍应用的傅里叶变换红外光谱仪是基于迈克尔逊干涉仪的时间调制型光谱仪。其内部存在着可动部件，导致其体积、重量较大，对工作环境要求严格，不利于实时性与在线测量。

发明内容

[0003] 本发明为解决现有光谱仪结构内部存在着可动部件，导致其体积、重量较大，运行维护费用昂贵，并且不利于实现实时性与在线测量的问题，提供一种基于栅格分束器的空间调制型光谱仪及制作方法。

[0004] 基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，包括红外光源、准直系统、样品池、干涉系统、缩束系统和红外CCD，所述干涉系统包括多级小阶梯微反射镜、栅格型分束器和多级大阶梯微反射镜；红外光源发出的光经准直系统准直成红外平行光，所述红外平行光经过样品池样品吸收后经栅格型分束器分成相干的两束光；一束光入射到多级大阶梯微反射镜上，并经多级大阶梯微反射镜反射到栅格型分束器，另一束光入射到多级小阶梯微反射镜上，并经多级小阶梯微反射镜反射到栅格型分束器；所述经栅格型分束器反射后的光经缩束系统后，在红外CCD上获得干涉条纹；对干涉条纹做傅里叶变换就可以获得待测物的光谱信息。

[0005] 基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征是，该方法由以下步骤实现:

[0006] 步骤一、制作基底，选取基底材料，材料选为铝、铜、钛、不锈钢或硅中的任一种；并对基底表面进行抛光处理；抛光面粗糙度小于等于10微米，平面度小于等于50微米；

[0007] 步骤二、在抛光后的基底上用精密机械加工方法或基于MOEMS技术的光刻与腐蚀方法制作相互垂直的参考线作为第一光轴参考基准线和第二光轴参考基准线。根据分析计算，同时制作栅格型分束器的微型调节机构、多级大阶梯微反射镜的定位基准，并在基准上安装微型调节机构、多级小阶梯微反射镜的定位基准，并在基准上安装微型调节机构、准直系统的微型调节机构、缩束系统的微型调节机构以及红外CCD的微型调节机构；

[0008] 步骤三、在基底之外，在第一光轴参考基准线和第二光轴参考基准线的两端分别安放四个激光器，调节第一激光器和第二激光器的角度和位置，使第一激光器和第二激光器发出的光重合于第一光轴参考基准线，调节第三激光器和第四激光器的角度和位置，使第三激光器和第四激光器发出的光重合于第二光轴参考基准线；调节四个激光器的高度至光学器件的中心高度；

[0009] 步骤四、将栅格型分束与第一光轴参考基准线成45°摆放；将栅格型分束器安装栅格型分束器的微型调节机构上，在第四激光器的前面放置光阑，调节光阑的位置，使第四激光器出射的激光经过光阑的中心；然后调节栅格型分束器的角度和位置，使第二激光器出射的光经栅格型分束器反射之后经过光阑的小孔中心入射到第四激光器的孔中，固定栅格型分束器；

[0010] 步骤五、将多级大阶梯微反射镜安装到多级大阶梯微反射镜的微型调节机构、多级小阶梯微反射镜安装到多级小阶梯微反射镜的微型调节机构上；将光阑移动到第一激光器的前面，采用第一激光器及光阑对多级大阶梯微反射镜进行调节，并固定多级大阶梯微反射镜；将光阑移动到第四激光器的前面，采用第四激光器以光阑对多级小阶梯微反射镜进行调节，并固定多级小阶梯微反射镜；

[0011] 步骤六、将光阑移动到第一激光器的前面；采用第一激光器及光阑对准直系统进行调节，当准直系统的两端的镜片反射的光都通过光阑的小孔中心的时候，固定准直系统；将缩束系统安装到缩束系统的微型调节机构上；将光阑移动到第四激光器的前面，采用第二激光器以及光阑对缩束系统进行调节，当缩束系统的前后两端的镜片反射的光都通过光阑的小孔中心的时候，固定缩束系统。

[0012] 步骤七、将四个激光器和光阑都去除，然后将红外CCD安放到基底上的微型调节机构上，调节红外CXD的位置，当在红外CXD上清晰的两个多级阶梯微反射镜的像时固定红外 CCD。

[0013] 本发明的有益效果:本发明结构简单、重复性好、工作可靠，轻量化的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪及制作方法。

[0014] 一、为了保证精度的要求，首先对制作好的基底进行抛光处理。采用四个激光光源，利用激光光源对准法来制作整个系统的第一光轴和第二光轴参考基准线。然后在第一光轴和第二光轴参考基准线上制作系统所需要的各个光学元件的微型调节机构。将系统的各个光学元件安装到基底的相应的微型调节机构上，并调整其角度和位置，使各光学元件的角度及位置能够更精确满足设计需要，从而保证了时空联合调制红外光谱仪的精度；

[0015] 二、整个系统含有两个光轴，准直系统-栅格型分束器-多级小阶梯微反射镜的光轴为第一光轴，多级大阶梯微反射镜-栅格型分束器-缩束系统的光轴为第二光轴。两个光轴相互垂直，并且在栅格型分束面的中心处相交。准直系统和缩束系统均由透射球面镜组成，满足像质的情况下，为系统的设计，制作和装调带来了很大的便利。由于光谱仪工作在中波红外波段，不透可见光，因此给系统的加工和调试带来一定的困难。因此在本系统调试的过程中，采用可见与红外相结合，粗调与精细调节相适应的调节方式。

[0016] 三、本发明所述的系统是基于迈克尔逊干涉仪结构，其所不同的是用两个多级阶梯反射镜来代替系统中的动镜和定镜，以此来消除系统中的可动部件，实现各级光程差的同时采样，大大提高系统的可靠性，并且可以实现对未知物进行实时的和在线的测量。栅格型分束器是将基膜支撑在一个具有网格结构的栅格支撑体上，然后将红外分光膜镀在基膜上。该红外分束器利用栅格结构对分光膜系进行支撑，取消了补偿板，具有体积小、重量轻的优点。由于该光谱仪系统的光程差是依靠空间位置的同来获得，每一次可以实现全部级次的干涉光谱的测量。因此该光谱仪具有结构稳定，可以实现实时性测量的优点。该缩束系统可以用作工业或者航空航天中的光谱分析仪器使用。

附图说明

[0017] 图1为本发明所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的系统结构图

[0018] 图2为本发明所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的光程差分布示意图；

[0019] 图3为本发明所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪中栅格型分束器的结构示意图；

[0020] 图4为本发明所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法中基底的基准线的制作图；

[0021] 图5中图5a为本发明所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法中栅格型分束器的安装调试示意图，图5b为多级大阶梯微反射镜和多级小阶梯微反射镜的安装调试示意图，图5c为准直系统和缩束系统的安装调试示意图；

[0022] 图6为采用本发明所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法装调整机系统的安装调试图。

具体实施方式

[0023] 具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，系统结构由红外光源1、准直系统2、样品池3、缩束系统5、红外CCD5、栅格型分束器7、多级大阶梯微反射镜9和多级小阶梯微反射镜8组成，红外光源I发出的光经准直系统2之后，准直成红外平行光，红外平行光经过样品池3样品吸收之后，然后经由栅格型分束器7分成相干的两束光。一束光入射到多级大阶梯微反射镜9上，经多级大阶梯镜7反射之后回到栅格型分束器7。两另一束光入射到多级小阶梯微反射镜8上，经其反射之后回到栅格型分束器7。两束光经栅格型分束器反射之后，经缩束系统5之后，就可以在红外CCD6上获得因两个多级阶梯微反射镜的空间位置的不同而产生的各级次的定域条纹。对干涉条纹做傅里叶变换就可以获得待测物的光谱信息。

[0024] 设定多大阶梯微反射镜9距离栅格型分束器中心最近的面到分束器6中心的距离为I1，多级小阶梯微反射镜8距离栅格型分束器7中心最近的面到分束器中心的距离I2，使

I =1

II λ2 °

[0025] 本实施方式所述的采用栅格型分束器7来代替传统的分束器和补偿板，实现了系统的轻量化。采用一个多级大阶梯微反射镜9来代替传统的时间调制型傅里叶变换光谱仪中的动镜，使整个系统实现了静态化。利用一个多级小阶梯微反射镜8来代替时间调制型傅里叶变换光谱仪中的平面镜。两个多级阶梯微反射镜正交放置，系统利用两个多级阶梯微反射镜的空间位置的不同来产生光程差分布。红外光源发出的光经准直系统2之后，准直成平行光，红外平行光经过样品池3样品吸收之后，然后经由栅格型分束器7分成相干的两束光。一束光入射到多级大阶梯微反射镜9上，经多级大阶梯镜9反射之后回到栅格型分束器7。两另一束光入射到多级小阶梯微反射镜8上，经其反射之后回到栅格型分束器7。两束光经栅格型分束器反射之后，经缩束系统5之后，就可以在红外(XD6上获得因两个多级阶梯微反射镜的空间位置的不同而产生的各级次的定域条纹。对干涉条纹做傅里叶变换就可以获得待测物的光谱信息。

[0026] 该光谱仪干涉系统的光程差是由两个多级阶梯微反射镜的空间位置的不同产生的，两个多级阶梯微反射镜沿x，y方向正交放置，两个多级阶梯微反射镜具有相同的阶梯数n，多级小阶梯微反射镜的阶梯高度为d，多级大阶梯微反射镜的高度为nd.则由两个多级阶梯微反射镜的不同位置反射的光在探测器的空间不同位置发生干涉，形成多个干涉定域条纹。则相干光束被分成了 η2个小空间，设x，y分别代表多级小阶梯微反射镜和多级大阶梯微反射镜的阶梯的序数，则系统的光程差S为:δ = 2nd系统的光程差的分布，结合图2，图中，△等于2d。系统的光谱分辨率等于系统最大光程差的倒数。

[0027] 结合图3说明本实施方式，图3a是栅格型分束器的正视图，图3b是栅格型分束器的剖视图，栅格分束器是将分光基膜7-2支撑在一个具有网格结构的栅格支撑体7-3上，然后将分光膜7-1镀在分光基膜7-2上。该红外分束器利用栅格结构对分光膜系进行支撑，取消了补偿板，具有体积小、重量轻的优点，并且能有效的减少系统由于分束器和补偿板所引入的色散现象和光能损失，有效的提高了系统的信噪比。

[0028] 具体实施方式二、结合图4至图6说明本实施方式，本实施方式为具体实施方式一所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，该方法由以下步骤实现:

[0029] a、制作该缩束系统的基底，选取基底材料制作基底，材料可选为铝或铜或钛或不锈钢或硅等。将基底材料按着设计的尺寸要求进行制作，并对上表面进行抛光处理；抛光面粗糙度小于等于10微米，平面度小于等于50微米。

[0030] b、如图4所示，在抛光后的基底上用精密机械加工方法或基于MOEMS技术的光刻与腐蚀方法制作相互垂直的参考线作为第一光轴参考基准线10和第二光轴11参考基准线。根据分析计算，同时，在第一光轴参考基准线10和第二光轴11参考基准线的中心制作栅格型分束器的微型调节机构16，在第二光轴11参考基准线位于栅格型分束器的微型调节机构16左侧制作多级大阶梯微反射镜的微型调节机构17，在二光轴11参考基准线位于栅格型分束器的微型调节机构16右侧制作缩束系统的微型调节机构20以及红外探测器的微型调节机构21 ;在第一光轴参考基准线10位于栅格型分束器的微型调节机构16的上侧制作准直系统的微型调节机构19，在第一光轴参考基准线10位于栅格型分束器的微型调节机构16的下侧制作多级小阶梯微反射镜的微型调节机构18 ；

[0031] C、在基底之外，在第一光轴参考基准线10和第二光轴11参考基准线的两端分别安放四个激光器，调节第一激光器12和第二激光器13的角度和位置，使第一激光器12和第二激光器13发出的光与第一光轴参考基准线10重合，并且能够入射到对方激光器的孔中。同理调节第三激光器14和第四激光器15的角度和位置。

[0032]d、结合图5a，图中为栅格型分束器的安装调节过程。栅格型分束器7应该与第一光轴参考基准线10成45°摆放。将栅格型分束器7安装栅格型分束器的微型调节机构16上，然后在第四激光器15的前面放置光阑22，调节光阑22的位置，使第四激光器15出射的激光经过光阑22的中心；然后调节栅格型分束器的角度和位置，使第二激光器13出射的光经栅格型分束器反射之后经过光阑22的小孔中心入射到第四激光器15孔中，固定栅格型分束器。[0033] e、结合图5b，将两个多级微反射镜分别安装到多级大阶梯微反射镜的微型调节机构17、多级小阶梯微反射镜的微型调节机构18上。将光阑22移动到第一激光器12的前面，利用第一激光器12及光阑22对多级大阶梯微反射镜9进行调节，并固定多级大阶梯微反射镜9。然后，将光阑22移动到第四激光器15的前面，利用第二激光器15以及光阑22对多级小阶梯微反射镜进行调节，并固定多级小阶梯微反射镜。

[0034] f、结合图5c,将光阑22移动到第一激光器12的前面。米用第一激光器12及光阑22对准直系统2进行调节，当准直系统的两端的镜片反射回来的光都通过光阑22的小孔中心的时候，固定准直系统。将缩束系统5及安放到基底上的微型调节机构20上。将光阑22移动到第四激光器15的前面，利用第二激光器13以及光阑22对缩束系统进行调节，当缩束系统5的前后两端的镜片反射回来的光都通过光阑22的小孔中心的时候，固定缩束系统。

[0035] g、整机系统的安装调试图，结合图6，将四个激光器和光阑22都去除，然后将红外(XD6安放到基底上的微型调节机构21上，调节红外(XD6的位置，当在红外CXD上清晰的两个多级阶梯微反射镜的像时固定红外CCD。将装有待测物质的样品池3放置在准直系统和栅格型分束器之间的光路中，打开红外光源I然后对红外CCD上获得的干涉图进行处理，获得待测物质的光谱信息。

[0036] 本实施方式中所述的准直系统2和缩束系统5均为球面透射结构，采用硅和锗制作，为了增加系统的透过率，各个光学元件表面均镀红外增透膜。所述的栅格型分束器7采用MOEMS技术，将基膜支撑在一个具有网格结构的栅格支撑体上，在基膜一面蒸镀有红外半反半透膜，以实现反射及透射各约50%的效果；在栅格分束器基膜的另一表面蒸镀有红外光学增透膜，以提高能量效率。栅格型分束器的栅格单元尺寸与多级阶梯微反射镜阶梯宽度尺寸相匹配。该红外分束器利用栅格结构对分光膜系进行支撑，取消了补偿板，具有体积小、重量轻的优点。多级大阶梯微反射镜9采用挤压倾角叠片法制作，多级小阶梯微反射镜8采用MOEMS技术或光学加工方法制作，通过在基底上进行多次光刻镀膜的方法进行，在两个多级阶梯微反射镜表面采用射频溅射或电子束蒸发技术制备红外高反膜和保护膜。采用MOEMS技术制作多级小阶梯微反射镜8时，为保证阶梯高度的均匀性，需采用旋转蒸镀法，用光控法控制阶梯高度。

[0037] 本实施方式所述多级大阶梯微反射镜9和多级小阶梯微反射镜8的宽度要考虑衍射效应对干涉图的影响。所述的多级大阶梯微反射镜9的单个阶梯高度范围在50nm-10mm之间。多级小阶梯微反射镜8的单个阶梯高度范围在lnm-50ym之间，所述多级大阶梯微反射镜9和多级小阶梯微反射镜8的阶梯高度误差均小于阶梯高度的5%。所述两个多级阶梯微反射镜阶梯高度、宽度和阶梯数等决定成像光谱仪光谱范围、光谱分辨率等参数。按着机械设计的要求，各个光学元件的调节装置采用硬铝或者不锈钢制作，并且在表面和内壁进行涂黑处理。该结构实现XYZ三个方向平移及俯仰旋转横滚三个角度分量的微调节，保证器件工作在设计计算得出的理想位置和角度下。

[0038] 上述举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，包括红外光源(I)、准直系统(2)、样品池(3)、干涉系统(4)、缩束系统(5)和红外CCD (6)，其特征是，所述干涉系统(4)包括多级小阶梯微反射镜(8)、栅格型分束器(7)和多级大阶梯微反射镜(9);红外光源(I)发出的光经准直系统(2)准直成红外平行光，所述红外平行光经过样品池(3)样品吸收后经栅格型分束器(7)分成相干的两束光；一束光入射到多级大阶梯微反射镜(9)上，并经多级大阶梯微反射镜(9)反射到栅格型分束器(7)，另一束光入射到多级小阶梯微反射镜(8)上，并经多级小阶梯微反射镜(8)反射到栅格型分束器(7);所述经栅格型分束器(7)反射后的光经缩束系统(5)后，在红外CCD(6)上获得干涉条纹；对干涉条纹做傅里叶变换就可以获得待测物的光谱信息。

2.根据权利要求1所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，其特征在于，所述栅格分束器(7)将分光基膜(7-2)支撑在一个具有网格结构的栅格支撑体(7-3)上，然后将分光膜(7-1)镀在分光基膜(7-2)上。该红外分束器利用栅格结构对分光膜系进行支撑。

3.根据权利要求1所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪，其特征在于，设定多大阶梯微反射镜(9)距离栅格型分束器中心最近的面到分束器(7)中心的距离为I1，多级小阶梯微反射镜(8)距离栅格型分束器(7)中心最近的面到分束器中心的距离I2，使I1 =I2O

4.根据权利要求1所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征是，该方法由以下步骤实现: 步骤一、制作基底，选取基底材料，材料选为铝、铜、钛、不锈钢或硅中的任一种；并对基底表面进行抛光处理；抛光面粗糙度小于等于10微米，平面度小于等于50微米； 步骤二、在抛光后的基底上用精密机械加工方法或基于MOEMS技术的光刻与腐蚀方法制作相互垂直的参考线作为第一光轴参考基准线(10)和第二光轴(11)参考基准线。根据分析计算，同时制作栅格型分束器的微型调节机构(16)、多级大阶梯微反射镜的定位基准，并在基准上安装微型调节机构(17)、多级小阶梯微反射镜的定位基准，并在基准上安装微型调节机构(18)、准直系统的微型调节机构(19)、缩束系统的微型调节机构(20)以及红外CCD的微型调节机构(21)； 步骤三、在基底之外，在第一光轴参考基准线(10)和第二光轴(11)参考基准线的两端分别安放四个激光器，调节第一激光器(12)和第二激光器(13)的角度和位置，使第一激光器(12)和第二激光器(13)发出的光重合于第一光轴参考基准线(10)，调节第三激光器(14)和第四激光器(15)的角度和位置，使第三激光器(14)和第四激光器(15)发出的光重合于第二光轴参考基准线(14);调节四个激光器的高度至光学器件的中心高度； 步骤四、将栅格型分束(7)与第一光轴参考基准线(10)成45°摆放；将栅格型分束器(7)安装栅格型分束器的微型调节机构(16)上，在第四激光器(15)的前面放置光阑(22)，调节光阑(22)的位置，使第四激光器(15)出射的激光经过光阑(22)的中心；然后调节栅格型分束器的角度和位置，使第二激光器(13)出射的光经栅格型分束器反射之后经过光阑(22)的小孔中心入射到第四激光器(15)的孔中，固定栅格型分束器(7)； 步骤五、将多级大阶梯微反射镜(9)安装到多级大阶梯微反射镜的微型调节机构(17)、多级小阶梯微反射镜(8)安装到多级小阶梯微反射镜的微型调节机构(18)上；将光阑(22)移动到第一激光器(12)的前面，采用第一激光器(12)及光阑(22)对多级大阶梯微反射镜(9)进行调节，并固定多级大阶梯微反射镜(9);将光阑(22)移动到第四激光器(15)的前面，采用第四激光器(15)以光阑(22)对多级小阶梯微反射镜进行调节，并固定多级小阶梯微反射镜(8)；步骤六、将光阑(22)移动到第一激光器(12)的前面；采用第一激光器(12)及光阑(22)对准直系统(2)进行调节，当准直系统的两端的镜片反射的光都通过光阑(22)的小孔中心的时候，固定准直系统(2);将缩束系统(5)安装到缩束系统的微型调节机构(20)上；将光阑(22)移动到第四激光器(15)的前面，采用第二激光器(13)以及光阑(22)对缩束系统进行调节，当缩束系统的前后两端的镜片反射的光都通过光阑(22)的小孔中心的时候，固定缩束系统； 步骤七、将四个激光器和光阑(22)都去除，然后将红外CCD6安放到基底上的微型调节机构(21)上，调节红外CCD(6)的位置，当在红外CCD上清晰的两个多级阶梯微反射镜的像时，固定红外CXD。

5.根据权利要求4所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征在于，步骤七之后还包括将装有待测物质的样品池(3)放置在准直系统(2)和栅格型分束器(7)之间的光路中，打开红外光源(1)，然后对红外CCD(6)上获得的干涉图进行处理，获得待测物质的光谱信息。

6.根据权利要 求4所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征在于，所述的栅格型分束器(7)采用MOEMS技术，将分光基膜(7-2)支撑在一个具有网格结构的栅格支撑体(7-3)上，然后将分光膜(7-1)镀在分光基膜(7-2)上。该红外分束器利用栅格结构对分光膜系进行支撑；所述栅格型分束器的栅格单元尺寸与多级阶梯微反射镜阶梯宽度尺寸相匹配。

7.根据权利要求4所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征在于，设定多大阶梯微反射镜(7)距离栅格型分束器中心最近的面到分束器(6)中心的距离为I1，多级小阶梯微反射镜(8)距离栅格型分束器(6)中心最近的面到分束器中心的距离12，使 I1 = 12。

8.根据权利要求4所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征在于，所述的准直系统(2)和缩束系统(5)均为球面透射结构，采用硅和锗制作，且准直系统(2)和缩束系统(5)中的光学元件表面均镀红外增透膜。

9.根据权利要求4所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征在于，所述多级小阶梯微反射镜(8)采用MOEMS技术或光学加工方法制作，通过在基底上进行多次光刻镀膜的方法进行，在两个多级阶梯微反射镜表面采用射频溅射或电子束蒸发技术制备红外高反膜和保护膜；所述多级大阶梯微反射镜(9)的单个阶梯高度范围在50nm-10mm之间；多级小阶梯微反射镜(8)的单个阶梯高度范围在lnm-50 μ m之间,所述多级大阶梯微反射镜(9)和多级小阶梯微反射镜(8)的阶梯高度误差均小于阶梯高度的5%;所述两个多级阶梯微反射镜阶梯高度、宽度和阶梯数等决定成像光谱仪光谱范围、光谱分辨率参数。

10.根据权利要求4所述的基于栅格分束器的空间调制型光谱仪的制作方法，其特征在于，所述的微型调节机构为六维的微型调节结构，采用硬铝或者不锈钢制作，并且在表面和内壁进行涂黑处理，该结构实现XYZ三个方向平移及俯仰旋转横滚三个角度分量的微调节。