CN106568509A - 一种双光路大孔径静态干涉光谱仪 - Google Patents

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武俊强
赵强
张周峰
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Abstract

本发明属于光学领域，尤其涉及一种双光路大孔径静态干涉光谱仪。包括依次设置在光路上的前置镜组件和分光组件，分别设置在分光组件后第一光路上的第一后置镜组件和第一探测器，以及第二光路上的第二后置镜组件和第二探测器。本发明利用通过在干涉光谱仪一次像面附件设置分光元件，分割前置镜光学视场，使一路光分为两路。光学分割后用两套后组光学元件同时采集干涉图像，获得满足要求的干涉图。利用两组干涉系统分别获得不同谱段的光谱信息，利用飞行器的推扫获取同一地面目标的光谱信息。或者利用两组干涉系统分别获得相同谱段的光谱信息实现探测器备份。有效克服了现有大孔径静态干涉光谱仪不能用同一台仪器获取宽谱段信息或者寿命过低的现状。

Description

一种双光路大孔径静态干涉光谱仪
技术领域
本发明属于光学领域，尤其涉及一种双光路大孔径静态干涉光谱仪。
背景技术
干涉光谱成像仪可以获得来自同一目标点不同光程差处的光波叠加强度，进而形成干涉条纹，通过物理变化可以获得目标的二维几何信息和一维光谱信息。根据原理可分为时间调制干涉光谱仪、空间调制干涉光谱仪和时空联合调制干涉光谱仪，时空联合调制干涉光谱仪也叫大孔径静态干涉光谱仪，大孔径静态干涉光谱仪集合时间调制和空间调制型仪器优点，既具有大孔径优势，同时又没有运动部件，具有很高的技术优势和应用价值，也是目前干涉光谱成像遥感领域的研究热点。
大孔径静态干涉光谱技术在系统平行光路中放置了一个Sagnac横向剪切干涉仪，将平行光路分成两路并产生横向剪切量，由傅里叶变换透镜在焦面上将光路会聚并产生干涉条纹。仪器全系统主要由前置光学系统、横向剪切干涉仪、傅里叶变换透镜及探测器四大部分组成，其中前置光学系统的主要作用是压缩光束孔径，缩小干涉仪的体积。大孔径静态干涉光谱技术在每一次曝光时获得一帧干涉图像，同一视场的不同目标单元，其光程差不同，通过推扫，在飞行方向上(与干涉条纹垂直的方向)，连续采集后，即可获得同一地物目标不同光程差的干涉信息。
随着仪器的发展，大孔径静态干涉光谱技术面临着两个主要问题：
1)由于探测器响应谱段限制，无法用同一台仪器实现宽谱段干涉数据采集；
2)红外探测器制冷机寿命限制了干涉光谱仪的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双光路大孔径静态干涉光谱仪，用以解决了背景技术中无法用同一台仪器实现宽谱段干涉数据采集和干涉光谱仪的使用寿命问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种双光路大孔径静态干涉光谱仪，其特殊之处在于：包括依次设置在光路上的前置镜组件和分光组件，分别设置在分光组件后第一光路上的第一后置镜组件和第一探测器，以及第二光路上的第二后置镜组件和第二探测器。
上述分光组件形状为三棱柱，三棱柱其中一棱边正对上述前置镜组件出射光，上述棱边在三棱柱横截面对应内角为30度～90度。
上述正对前置镜组件出射光的棱边在三棱柱横截面对应内角为60度。
上述第一后置镜组件和第二后置镜组件均包括沿光路依次设置的准直镜、干涉仪和付氏镜。
本发明的有益效果是：
1)可以用一台仪器实现宽谱段干涉光谱数据的采集，光学设计只是增加了一个平面反射镜，虽然系统视场略微增大，但对成像质量基本不造成影响，可以大大降低仪器的体积重量。
2)可以实现探测器的备份，不但可以延长仪器的使用寿命，而且可以用双路干涉信息互相标定，提高仪器的可靠性。
附图说明
图1是实施例光学原理图；
图2是分光组件原理图；
图3是分光组件结构示意图。
图中，1-前置镜组件，2-分光组件，3-光路a准直镜，4-光路b准直镜，5-光路a干涉仪，6-光路b干涉仪，7-光路a付氏镜，8-光路b付氏镜、9-光路a探测器、10-光路b探测器。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图说明对本发明加以详细说明。
如图1～3所示，实施例提供一种双光路大孔径静态干涉光谱仪，包括依次设置在光路上的前置镜组件和分光组件，分别设置在分光组件后第一光路上的第一后置镜组件和第一探测器，以及第二光路上的第二后置镜组件和第二探测器。
上述分光组件形状为三棱柱，三棱柱其中一棱边正对上述前置镜组件出射光，上述棱边在三棱柱横截面对应内角为60度。
上述第一后置镜组件和第二后置镜组件均包括沿光路依次设置的准直镜、干涉仪和付氏镜。
一种双光路大孔径静态干涉光谱仪具体实施方式如下：
1]根据仪器要求进行干涉光谱仪前置镜组件1、分光组件2、光路a准直镜3、光路b准直镜4、光路a干涉仪5、光路b干涉仪6、光路a付氏镜7和光路b付氏镜8参数设计。
2]将分光组件2顶点置于需要焦平面中心，注意分光组件2在视场方向也需置于前置镜组件1视场中心。
3]调整分光组件2空间位置，使光路a和光路b在空间对称或成一定角度。
4]调整光路a准直镜3、干涉仪5、付氏镜7、探测器9，使光路a成像质量、干涉图调制度最优。
5]调整光路b准直镜4、干涉仪6、付氏镜8、探测器10，使光路a成像质量、干涉图调制度最优。
本发明原理：
本发明利用通过在干涉光谱仪一次像面附件设置分光元件，分割前置镜光学视场，使一路光分为两路。光学分割后用两套后组光学元件同时采集干涉图像，获得满足要求的干涉图。利用两组干涉系统分别获得不同谱段的光谱信息，利用飞行器的推扫获取同一地面目标的光谱信息。或者利用两组干涉系统分别获得相同谱段的光谱信息实现探测器备份。有效克服了现有大孔径静态干涉光谱仪不能用同一台仪器获取宽谱段信息或者寿命过低的现状。

Claims (4)

1.一种双光路大孔径静态干涉光谱仪，其特征在于：包括依次设置在光路上的前置镜组件和分光组件，分别设置在分光组件后第一光路上的第一后置镜组件和第一探测器，以及第二光路上的第二后置镜组件和第二探测器。
2.根据权利要求1所述的双光路大孔径静态干涉光谱仪，其特征在于：所述分光组件形状为三棱柱，三棱柱其中一棱边正对所述前置镜组件出射光，所述棱边在三棱柱横截面对应内角为30度～90度。
3.根据权利要求2所述的双光路大孔径静态干涉光谱仪，其特征在于：所述正对前置镜组件出射光的棱边在三棱柱横截面对应内角为60度。
4.根据权利要求3所述的双光路大孔径静态干涉光谱仪，其特征在于：所述第一后置镜组件和第二后置镜组件均包括沿光路依次设置的准直镜、干涉仪和付氏镜。
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