CN106840394A - 一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构 - Google Patents

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刘扬阳
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孙建颖
李伟艳
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Abstract

本发明公开了一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，包括：基底，所述基底上通过激光刻蚀工艺从上到下依次刻蚀有三条狭缝，狭缝的尺寸以及狭缝之间的间距均相等，在三条狭缝结构处通过镀膜工艺实现偏振功能，从上到下，狭缝分别对应0°、45°、90°三个偏振态。该偏振多狭缝结构具有高精度、高平行度、高稳定性以及高可靠性的优点。

Description

一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构
技术领域
本发明涉及光谱成像技术领域，尤其涉及一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构。
背景技术
狭缝结构多用于光谱仪的前端，衔接前置望远物镜，将无穷远目标经过狭缝，再有光谱仪获得目标的光谱信息。通过推扫，获得被测目标的两维空间信息和一维光谱信息，得到的图像数据被称为“数据立方体”(Data Cube)。狭缝作为光谱仪的主要部件之一，成熟的狭缝结构是靠机械结构实现，狭缝宽度直接决定光谱仪的空间分辨率。
偏振是光的固有特性之一，偏振探测技术能够在一定程度上抑制背景噪声干扰，提高目标与背景的对比度，对于伪装目标的探测与识别具有十分重要的应用价值。
偏振成像光谱技术是光谱学和偏振技术的有机结合，将传统光强探测获得三维信息量，扩展到七维——空间两维、光谱维、偏振度、偏振方位角、偏振椭率和旋转方向。在对目标的成像探测过程中，利用目标和背景的偏振特性，能够将目标的信息加以提取，有助于提高目标探测识别的准确度。
然而，目前的方案中还没有集狭缝、偏振于一体的狭缝结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，具有高精度、高平行度、高稳定性以及高可靠性的优点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，包括：基底，所述基底上通过激光刻蚀工艺从上到下依次刻蚀有三条狭缝，狭缝的尺寸以及狭缝之间的间距均相等，在三条狭缝结构处通过镀膜工艺实现偏振功能，从上到下，狭缝分别对应0°、45°、90°三个偏振态。
所述基底为直径20mm的石英玻璃，其一面覆盖有铬膜，三条狭缝刻蚀在膜层上。
每一条狭缝的长度均为9mm，宽度均为13μm，厚度均为2.3mm，狭缝之间的间距为1.8mm。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，相比较常规的机械狭缝，本发明的偏振多狭缝结构精度更高，平行度更好，且可以批量生产；同时，采用在狭缝结构上镀膜实现偏振作用，光学效率高，结构紧凑，系统稳定性好，可靠性高；此外，本发明的偏振多狭缝结构在近紫外、可见光、近红外甚至中波红外谱段可以使用，应用广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构示意图；
图2为本发明实施例提供的设有偏振多狭缝结构的偏振成像光谱仪的光路示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，可以实现目标景物多偏振态获取。该偏振多狭缝结构简单，将狭缝与偏振结合于一体，使得光学系统能量利用率高，结合推扫机构使用，获取目标景物的偏振、光谱信息，适用于生物医学、食品快速检测等民用领域。
如图1所示，一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，主要包括：基底1，所述基底上通过激光刻蚀工艺从上到下依次刻蚀有三条狭缝2，狭缝的尺寸以及狭缝之间的间距均相等，在三条狭缝结构处通过镀膜工艺实现偏振功能，从上到下，狭缝分别对应0°、45°、90°三个偏振态，同时，可以通过计算的方式获取目标景物的第四个偏振信息。由于目前的镀膜工艺可以实现宽波段的偏振态控制，以此方式获得具有集狭缝、偏振于一体的结构。
本发明实施例中，所述基底为直径20mm的石英玻璃，其一面覆盖有铬膜，三条狭缝刻蚀在膜层上。
图1中，a为偏振多狭缝结构，b为其中一条狭缝的结构，相关参数如下：每一条狭缝的长度均为9mm，宽度均为13μm，厚度均为2.3mm，狭缝之间的间距为1.8mm。
需要说明的是，基底的材质及参数，以及各狭缝的尺寸与间距都可以根据实际情况来调节。
本发明实施例提供的偏振多狭缝结构可以用于如图2所示的偏振成像光谱仪中，光路描述及原理：无穷远目标经过前置镜呈现在一次像面处，通过一次像面处的偏振多狭缝结构进一步滤波，再经过光谱仪结构(依次设置的准直镜、分光元件以及成像镜)，不改变目标景物的偏振信息，如此在探测器上一次曝光可获得目标景物的偏振、光谱七维信息。
上述偏振多狭缝结构相比较常规的机械狭缝，其精度更高，平行度更好，且可以批量生产；同时，采用在狭缝结构上镀膜实现偏振作用，光学效率高，结构紧凑，系统稳定性好，可靠性高；此外，本发明的偏振多狭缝结构在近紫外、可见光、近红外甚至中波红外谱段可以使用，应用广泛。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，其特征在于，包括：基底，所述基底上通过激光刻蚀工艺从上到下依次刻蚀有三条狭缝，狭缝的尺寸以及狭缝之间的间距均相等，在三条狭缝结构处通过镀膜工艺实现偏振功能，从上到下，狭缝分别对应0°、45°、90°三个偏振态。
2.根据权利要求1所述的一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，其特征在于，所述基底为直径20mm的石英玻璃，其一面覆盖有铬膜，三条狭缝刻蚀在膜层上。
3.根据权利要求1所述的一种用于成像光谱仪的偏振多狭缝结构，其特征在于，每一条狭缝的长度均为9mm，宽度均为13μm，厚度均为2.3mm，狭缝之间的间距为1.8mm。
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CN110319932A (zh) * 2019-07-09 2019-10-11 中国科学院光电研究院 一种高光谱成像光学系统

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