CN216051337U - 高效光程折叠器件及光程放大傅里叶变换光谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于傅里叶变换光谱仪领域，提供一种高效光程折叠器件及光程放大傅里叶变换光谱仪，高效光程折叠器件可以实现对光束的多次反射，并通过运动机构驱动第一倾斜反射镜和第一共轭反射镜中的至少一个运动作为动镜，使得高效光程折叠器件可以结合迈克尔逊干涉仪或马赫曾德尔干涉仪构成光程放大傅里叶变换光谱仪，在动镜的运动范围较小时，即可实现较大的光程差且光路稳定性好，从而实现大光程差下的稳定干涉。

Description

高效光程折叠器件及光程放大傅里叶变换光谱仪

技术领域

本实用新型涉及傅里叶变换光谱仪(Fourier Transform Spectrometer，FTS)技术领域，尤其涉及一种高效光程折叠器件及光程放大傅里叶变换光谱仪。

背景技术

傅里叶变换光谱仪具有分辨率高、能分析宽光谱、通光量高等优点，在固液分析、气体分析、大气遥感等领域，具有广泛的应用前景。傅里叶变换光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪或马赫曾德尔干涉仪，迈克尔逊干涉仪或马赫曾德尔干涉仪包括一个动镜(也即可运动的反射镜)，动镜的运动范围相对光信号的波长很大，为厘米量级，在动镜的运动过程中，需使相干涉的两路光信号保持良好的相位关系，相位差需在亚波长量级，对迈克尔逊干涉仪的稳定性要求极高。然而，现有的迈克尔逊干涉仪或马赫曾德尔干涉仪在动镜运动范围较大的情况下难以实现稳定干涉。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种高效光程折叠器件及光程放大傅里叶变换光谱仪，以解决现有的迈克尔逊干涉仪或马赫曾德尔干涉仪在动镜运动范围较大的情况下难以实现稳定干涉的问题。

本实用新型实施例第一方面提供一种高效光程折叠器件，其包括：

主平面反射镜；

凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f；所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统光轴在所述焦平面上的交点；

第一输入端，设置于所述主平面反射镜的第一角点；

第一输出端，设置于所述主平面反射镜的第二角点，所述第一角点和所述第二角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第一倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第一平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第一共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第二平面反射镜，所述第一共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第一共轭反射镜和所述第一倾斜反射镜关于所述原点对称；

运动机构，用于驱动所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜中的至少一个运动；

所述主平面反射镜、所述第一输入端的入射面、所述第一输出端的出射面、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第一光束从所述第一输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜之间的多次反射后，从所述第一输出端输出。

在一个实施例中，所述运动机构包括：

电机，与所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜中的至少一个机械连接；

压电陶瓷驱动器、微电机系统驱动器或音圈电机驱动器，与所述电机电连接，用于驱动所述电机运动。

本实用新型实施例的第二方面提供一种高效光程折叠器件，其在本实用新型实施例的第一方面提供一种高效光程折叠器件的基础上，还包括：

第二输入端，设置于所述主平面反射镜的第三角点；

第二输出端，设置于所述主平面反射镜的第四角点，所述第三角点和所述第四角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第二倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第三平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第二共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第四平面反射镜，所述第二共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第二共轭反射镜和所述第二倾斜反射镜关于所述原点对称；

所述第二输入端的入射面、所述第二输出端的出射面、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第二光束从所述第二输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜之间的多次反射后，从所述第二输出端输出。

本实用新型实施例的第三方面提供一种高效光程折叠器件，包括：

主平面反射镜；

凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f；所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统光轴在所述焦平面上的交点；

第一输入输出端，设置于所述主平面反射镜的第一角点；

第一返回反射镜，设置于所述主平面反射镜的第二角点，所述第一角点和所述第二角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第一倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第一平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第一共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第二平面反射镜，所述第一共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第一共轭反射镜和所述第一倾斜反射镜关于所述原点对称；

运动机构，用于驱动所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜中的至少一个运动；

所述主平面反射镜、所述第一输入输出端的入射出射面、所述第一返回反射镜、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第一光束从所述第一输入输出端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜之间的多次反射后传输至所述第一返回反射镜，基于光路可逆原理原路反射回所述第一输入输出端并输出。

在一个实施例中，所述第一返回反射镜为第一法拉第旋转镜或带有第一偏振控制器的第五平面反射镜。

本实用新型实施例的第四方面提供一种高效光程折叠器件，其在本实用新型实施例的第三方面提供一种高效光程折叠器件的基础上，还包括：

第二输入输出端，设置于所述主平面反射镜的第三角点；

第二返回反射镜，设置于所述主平面反射镜的第四角点且位于所述凹面反射镜的焦平面，所述第三角点和所述第四角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第二倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第三平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第二共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第四平面反射镜，所述第二共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第二共轭反射镜和所述第二倾斜反射镜关于所述原点对称；

所述第二输入输出端的入射出射面、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第二光束从所述第二输入输出端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜之间的多次反射后传输至所述第二返回反射镜，基于光路可逆原理原路反射回所述第二输入输出端并输出。

在一个实施例中，所述第二返回反射镜为第二法拉第旋转镜或带有第二偏振控制器的第六平面反射镜。

本实用新型实施例的第五方面提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪，包括：

本实用新型实施例的第一方面提供的高效光程折叠器件；

光纤分束器，与所述第一输入端耦合连接；

合束器，与所述第一输出端耦合连接；

波分复用器，与所述合束器耦合连接；

光程补偿光纤，分别与所述光纤分束器和所述合束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后从所述第一输出端输出至所述合束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束通过所述光程补偿光纤传输至所述合束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述合束器传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

或者，所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括：

本实用新型实施例的第二方面提供的高效光程折叠器件；

光纤分束器，分别与所述第一输入端和所述第二输入端耦合连接；

合束器，分别与所述第一输出端和所述第二输出端耦合连接；

波分复用器，与所述合束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后从所述第一输出端输出至所述合束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束从所述第二输入端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后从所述第二输出端输出至所述合束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述合束器合束传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，所述目标探测光束包括所述第一探测光束和所述第二探测光束，所述目标参考光束包括所述第一参考光束和所述第二参考光束。

在一个实施例中，所述光程放大傅里叶变换光谱仪，还包括：

第三偏振控制器，分别与所述第一输出端和所述合束器耦合连接；

第四偏振控制器，所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括本实用新型实施例的第一方面提供的高效光程折叠器件时，所述第四偏振控制器通过所述光程补偿光纤与所述光纤分束器耦合连接并与所述合束器耦合连接；所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括本实用新型实施例的第二方面提供的高效光程折叠器件时，所述第四偏振控制器分别与所述第二输出端和所述合束器耦合连接。

本实用新型实施例的第六方面提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪，包括：

本实用新型实施例的第三方面提供的高效光程折叠器件；

光纤分束器，与所述第一输入输出端耦合连接；

光程补偿光纤；

第三法拉第旋转镜，通过所述光程补偿光纤与所述光纤分束器耦合连接；

波分复用器，与所述光纤分束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入输出端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后原路返回至所述光纤分束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束通过所述光程补偿光纤传输至所述第三法拉第旋转镜后、基于光路可逆原理原路反射回所述光纤分束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述光纤分束器合束传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

或者，所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括：

本实用新型实施例的第三方面提供的高效光程折叠器件；

光纤分束器，分别与所述第一输入输出端和所述第二输入输出端耦合连接；

波分复用器，与所述光纤分束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入输出端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后原路返回至所述光纤分束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束从所述第二输入端输出输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后原路返回至所述光纤分束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述光纤分束器合束传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，所述目标探测光束包括所述第一探测光束和所述第二探测光束，所述目标参考光束包括所述第一参考光束和所述第二参考光束。

本实用新型实施例的第一方面和第二方面提供的高效光程折叠器件，可以实现对光束的多次反射，并通过运动机构驱动第一倾斜反射镜和第一共轭反射镜中的至少一个运动作为动镜，使得高效光程折叠器件可以结合马赫曾德尔干涉仪构成光程放大傅里叶变换光谱仪，在动镜的运动范围较小时，即可实现较大的光程差且光路稳定性好，从而可以实现大光程差下的稳定干涉。

本实用新型实施例的第三方面和第四方面提供的高效光程折叠器件，可以实现对光束的多次反射，并通过运动机构驱动第一倾斜反射镜和第一共轭反射镜中的至少一个运动作为动镜，使得高效光程折叠器件可以结合迈克尔逊干涉仪构成光程放大傅里叶变换光谱仪，在动镜的运动范围较小时，即可实现较大的光程差且光路稳定性好，从而可以实现大光程差下的稳定干涉。

可以理解的是，上述第五方面的有益效果可以参见上述第一方面和第二方面中的相关描述，上述第六方面的有益效果可以参见上述第三方面和第四方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的高效光程折叠器件的第一种原理图；

图2是本实用新型实施例一提供的高效光程折叠器件的第二种原理图；

图3是本实用新型实施例一提供的高效光程折叠器件的第三种原理图；

图4是本实用新型实施例二提供的高效光程折叠器件的第一种原理图；

图5是本实用新型实施例二提供的高效光程折叠器件的第二种原理图；

图6是本实用新型实施例三提供的高效光程折叠器件的原理图；

图7是本实用新型实施例四提供的高效光程折叠器件的第一种原理图；

图8是本实用新型实施例四提供的高效光程折叠器件的第二种原理图；

图9是本实用新型实施例五提供的光程放大傅里叶变换光谱仪的原理图；

图10是本实用新型实施例六提供的光程放大傅里叶变换光谱仪的原理图；

图11是本实用新型实施例七提供的光程放大傅里叶变换光谱仪的原理图；

图12是本实用新型实施例八提供的光程放大傅里叶变换光谱仪的原理图；

图13是本实用新型实施例九提供的光程放大傅里叶变换光谱仪的原理图；

图14是本实用新型实施例十提供的光程放大傅里叶变换光谱仪的原理图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型提供一种高效光程折叠器件100，包括：

主平面反射镜101；

凹面反射镜102，具有一个焦平面103，焦平面103到凹面反射镜102的距离104为凹面反射镜102的焦距f；焦平面103具有一个原点105，原点105是主平面反射镜101与凹面反射镜102组成的光学系统光轴106在焦平面103上的交点；

第一输入端107，设置于主平面反射镜101的第一角点；

第一输出端108，设置于主平面反射镜101的第二角点，第一角点和所述第二角点关于主平面反射镜101的第一中心线对称；

第一倾斜反射镜109，为面积小于主平面反射镜101的第一平面反射镜，第一倾斜反射镜109的法线与主平面反射镜101的法线之间的倾斜角为θ1；倾斜角θ1不为零；

第一共轭反射镜110，为面积小于主平面反射镜的第二平面反射镜，第一共轭反射镜110的法线与主平面反射镜101的法线平行，第一共轭反射镜110和第一倾斜反射镜109关于原点105对称；

运动机构111，用于驱动第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110运动；

主平面反射镜101、第一输入端107的入射面、第一输出端108的出射面、第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110共面且位于凹面反射镜102的焦平面103；

第一光束从输入端101输入，通过凹面反射镜102、主平面反射镜101、第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110之间的多次反射后，从第一输出端108输出。

从光学特性来看，由于采用了共焦系统，在焦平面103上，光束的半径和发散半角将在两组取值间变换，与凹面反射镜102的反射次数无关，只与凹面反射镜102的反射次数的奇偶性有关。设第一输入端107的输入光束的半径为A0，发散半角为β0，经过一次凹面反射镜102的反射到达焦平面103后光束的半径为A₁，发散角半为β₁，则有如下关系：

A₁＝β0·f (1)

β₁＝A0/f (2)

经过两次凹面反射镜102的反射到达焦平面103后光束的半径为A₂，发散半角为β₂，可以通过应用(1)和(2)式两次得到：

A₂＝β₁·f＝(A0/f)·f＝A0 (3)

β₂＝A₁/f＝(β0·f)/f＝β0 (4)

从(3)和(4)式可以看到，输入光束经两次凹面反射镜102反射后到达焦平面103后恢复了输入光束的特性(A0，β0)，容易看到经过偶数次凹面反射镜102的反射后，光束的特性将与输入光束相同；对奇数次凹面反射镜102的反射，光束的特性将取(1)和(2)所得到的半径和发散半角(A₁，β₁)。

对于输入光束的主光束位置和角度(相对主平面反射镜101与凹面反射镜102组成的光轴)的变换，在没有引入第一倾斜反射镜109的情况下，可以证明在经过四次凹面反射镜102的反射到达焦平面后，光束的主光束位置与输入光束的主光束位置重合，角度与输入光束的主光束角度关于光轴成镜像对称；由于光束的主光束位置与输入光束的主光束位置重合，光束不再被主平面反射镜101反射，而通过第一输出端108输出，因此在没有引入第一倾斜反射镜109的情况下，光束最多被凹面反射镜102反射四次，总光程受到很大限制。

本实用新型实施例一在主平面反射镜101和凹面反射镜102组成的共焦光学系统中，引入第一倾斜反射镜109，其位置偏离原点105一定距离，并位于输入光束经凹面反射镜102第一次反射或第三次反射到达焦平面103的位置，第一倾斜反射镜109改变了光束的反射角度，使光束经凹面反射镜102反射后，改变了随后偶数次反射光束在焦平面103上的位置，而奇数次反射光束在焦平面103上的位置不变，使得所有光束的位置不再与第一输入端107冲突，实现光束的多次反射。

可以证明，如图2所示，引入第一倾斜反射镜109后，在主平面反射镜101所处的焦平面103上，经凹面反射镜1+4n(n＝0，1，2，3······)次反射后，光束的位置在同一个位置，记为P₁(即201)；经凹面反射镜3+4n(n＝0，1，2，3······)次反射后，光束的位置在同一个位置，记为P₃(即202，第一倾斜反射镜109所在位置)；经凹面反射镜4+4n(n＝0，1，2，3······)次反射后，光束的位置为P₄、P₈、P₁₂······，它们与输入光束的位置P₀在一条直线上，记为L₄(即203)；经凹面反射镜2+4n(n＝0，1，2，3······)次反射后，光束的位置为P₂、P₆、P₁₀······，它们在一条直线上，记为L₂(即204)。

为了说明方便，图2和图3中，第一共轭反射镜110选在了经凹面反射镜102第一次反射后光束在焦平面的位置P₁(即201)，第一倾斜反射镜109选在了经凹面反射镜102第三次反射后光束在焦平面的位置P₃(即202)，第一倾斜反射镜109的法线205与主平面反射镜101的法线206形成一个倾斜角θ1，沿两个法线形成的平面与焦平面103相交形成的棱线方向作一矢量，称作移位矢量ΔP(即207)，其长度由下式定义：

ΔP＝tan(2θ1)·f (1)

容易证明对分布在L₂上光束位置P₂、P₆、P₁₀······，和分布在L₄的光束位置P₀、P₄、P₈、P₁₂······，相邻光束位置间隔即为由(1)式给出的ΔP，并且L₂和L₄平行于ΔP。可以看到ΔP包含了第一倾斜反射镜的倾斜角θ1大小和方向。

由共焦光学系统的性质可知P₁(201)与P₃(202)关于焦平面的原点105是对称的，为使第一倾斜反射镜109不对P₁上的光束干扰，第一倾斜反射镜109偏离焦平面原点105的距离大于P₁或P₃上的光束半径A₁，由前述(1)式可知A₁＝β0·f；同时为保证第一倾斜反射镜109能反射到达其上的所有光束能量，第一倾斜反射镜109的通光直径大于P₁或P₃上的光束直径2·A₁，即2β0·f；同理，第一共轭反射镜110偏离焦平面原点105的距离也大于P₁或P₃上的光束半径A₁，第一共轭反射镜110的通光直径也大于P₁或P₃上的光束直径2·A₁。

为避免第一倾斜反射镜109对L₂或L₄上光束的干扰，倾斜角θ1方向的选取使得移位矢量ΔP的方向不在输入端101和P₃(202)的连线方向上，与之形成一定夹角，经过偶数次凹面反射镜102的反射后，光束到达焦平面103时输入光束的中心到第一倾斜反射镜109的边界的距离大于输入光束的半径A0，从而使以L₂或L₄上以光束直径为宽度的通光带不与第一倾斜反射镜109重叠。

第一输出端108可以取在L₂(204)或L₄(203)上，优选取在与输入端共线的L₄(203)上，即第一输出端108位于输入光束被凹面反射镜102反射4的正整数倍次数之后达到焦平面103的位置，因此第一输入端107和第一输出端108在L₄(203)的两侧；第一输出端108的这种配置方式使得输出光束的位置和角度对凹面反射镜102相对主平面反射镜101的角度为位置偏差不敏感，光学系统具有很高的稳定性。

在一个实施例中，第一输入端为第一光纤，第一光束通过第一光纤输入；

第一输出端为第二光纤，第一光束通过第二光纤输出。

图1和图3中示例性的示出了第一输入端107和第一输出端108是光纤的情况。

在一个实施例中，运动机构包括：

电机，与第一倾斜反射镜和第一共轭反射镜中的至少一个机械连接；

压电陶瓷驱动器、微电机系统驱动器或音圈电机驱动器，与电机电连接，用于驱动电机运动。

在应用中，运动机构111用于驱动第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110中的至少一个运动。可以通过在主平面反射镜101上第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110所在的位置开设通孔的方式，来设置第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110，运动机构111设置于第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110的背部，以使得运动机构111可以驱动第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110在平行于主平面反射镜101的法线的Z轴方向上运动；同理，当运动机构111仅用于驱动第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110中的一个运动时，可以仅在其中一个反射镜所在的位置开设通孔。图1和图3中示例性的示出运动机构111用于同时驱动第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110运动的情况。

在应用中，通过运动机构111同时驱动第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110运动时，使得两个反射镜都为动镜，可以使光程差加倍且光路稳定性更好，且对运动机构111的平滑性和稳定性要求大大降低。当光束在高效光程折叠器件1000内反射n次时，光程差得到了n倍放大，通常n可以做到20以上。运动机构111的行程可以根据实际需要设置为0.05mm～0.2mm范围内的任意值，例如，0.1mm，光束在高效光程折叠器100件内单次反射后，可产生0.2mm光程差，经20倍放大，即可得到4mm光程差，从而在将高效光程折叠器100件应用于傅里叶变换光谱仪时，可以获得2.5cm^-1的光谱分辨率。

在应用中，第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110都为动镜时，光路稳定性更好的光学原理为：当光束在高效光程折叠器件1000走一个准循环，即光斑从一个位置移动至下一个位置，光束分别在第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110各反射一次，若第一倾斜反射镜109的设置方向有偏差，由于第一共轭反射镜110与第一倾斜反射镜109共同装配在运动机构111上，第一共轭反射镜110存在与第一倾斜反射镜109相同的方向偏差，光束被第一共轭反射镜110反射后将抵消第一倾斜反射镜109的方向偏差的影响，使得第一输出端108输出的光斑位置和角度不产生变化，光路稳定。

实施例二

如图4和图5所示，本实施例提供一种高效光程折叠器件200，其在实施例一的基础上，还包括：

第二输入端112，设置于主平面反射镜101的第三角点；

第二输出端113，设置于主平面反射镜101的第四角点，第三角点和第四角点关于主平面反射镜101的第一中心线对称；

第二倾斜反射镜114，为面积小于主平面反射镜101的第三平面反射镜，第一倾斜反射镜109的法线与主平面反射镜101的法线之间的倾斜角为θ1；倾斜角θ1不为零；

第二共轭反射镜115，为面积小于主平面反射镜101的第四平面反射镜，第二共轭反射镜115的法线与主平面反射镜101的法线平行，第二共轭反射镜115和第二倾斜反射镜114关于原点105对称；

第二输入端112的入射面、第二输出端113的出射面、第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115位于焦平面103；

第二光束从第二输入端112输入，通过凹面反射镜102、主平面反射镜101、第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115之间的多次反射后，从第二输出端113输出。

在本实施例中，第二输入端112、第二输出端113、第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115的光学结构和特性，分别第一输入端107、第一输出端108、第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜109的光学结构和特性相同，第一光束和第二光束在高效光程折叠器件200中的传输原理也相同，两个光束相互独立传输且互不干扰，区别仅在于，第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110中的至少一个可以作为动镜跟随驱动机构111运动，以使得第一光束和第二光束在经高效光程折叠器件200多次反射后产生光程差，该光程差即为运动机构111的行程的n倍。

在应用中，第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110，第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115的排列方式只需要满足光轴对称即可。

图4中示例性的示出第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110的光轴对称、关于第一中心线对称且位于主平面反射镜101的第一角点和第四角点之间的对角线，第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115的光轴对称、关于第一中心线对称且且位于主平面反射镜101的第二角点和第三角点之间的对角线。

图5中示例性的示出第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110的光轴对称且关于第一中心线对称，第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115的光轴对称且关于第一中心线对称，第一倾斜反射镜109、第一共轭反射镜110、第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115位于主平面反射镜101的第二中心线。

应理解的是，本实施例所提供的高效光程折叠器件200相对于实施例一所提供的高效光程折叠器件100的工作原理基本相同，本实施例中仅着重介绍两者之间的区别点，实施例一中的其他实施方式亦可等效应用于本实施例，此处不再赘述。

实施例三

如图6所示，本实施例提供一种高效光程折叠器件300，其在实施例一的基础上将第一输入端107替换为第一输入输出端116，增加一个位于第一输出端108位置处的第一返回反射镜117并去掉第一输出端108。

在本实施例中，第一输入输出端116用于输入和输出第一光束，其入射面和出射面为同一个面(定义为入射出射面)，第一输入输出端116的入射出射面和第一返回反射镜117共面且位于焦平面103。

在本实施例中，由于将第一输出端108替换为第一返回反射镜117，使得第一光束从第一输入输出端116输入，通过凹面反射镜102、主平面反射镜101、第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110之间的多次反射后传输至第一返回反射镜117，基于光路可逆原理原路反射回第一输入输出端116并输出。

在一个实施例中，第一返回反射镜为第一法拉第旋转镜或带有第一偏振控制器的第五平面反射镜，用于反射并控制第一光束的偏振态。

应理解的是，本实施例所提供的高效光程折叠器件300相对于实施例一所提供的高效光程折叠器件100的工作原理基本相同，本实施例中仅着重介绍两者之间的区别点，实施例一中的其他实施方式亦可等效应用于本实施例，此处不再赘述。

实施例四

如图7和图8所示，本实施例提供一种高效光程折叠器件400，其在实施例实施例二的基础上将第一输入端107替换为第一输入输出端116，增加一个位于第一输出端108位置处的第一返回反射镜117并去掉第一输出端108，将第二输入端112替换为第二输入输出端118，增加一个位于第二输出端113位置处的第二返回反射镜119并去掉第二输出端113。

在本实施例中，第一输入输出端116用于输入和输出第一光束，其入射面和出射面为同一个面(定义为入射出射面)，第二输入输出端118用于输入和输出第二光束，其入射面和出射面为同一个面(定义为入射出射面)，第一输入输出端116的入射出射面、第一返回反射镜117、第二输入输出端118的入射出射面、第二返回反射镜119共面且位于焦平面103。

在本实施例中，由于将第一输出端108替换为第一返回反射镜117，使得第一光束从第一输入输出端116输入，通过凹面反射镜102、主平面反射镜101、第一倾斜反射镜109和第一共轭反射镜110之间的多次反射后传输至第一返回反射镜117，基于光路可逆原理原路反射回第一输入输出端116并输出；由于将第二输出端113替换为第二返回反射镜119，使得第二光束从第二输入输出端118输入，通过凹面反射镜102、主平面反射镜101、第二倾斜反射镜114和第二共轭反射镜115之间的多次反射后传输至第二返回反射镜119，基于光路可逆原理原路反射回第二输入输出端118并输出。

在一个实施例中，第一返回反射镜为第一法拉第旋转镜或带有第一偏振控制器的第五平面反射镜，用于反射并控制第一光束的偏振态；

第二返回反射镜为第二法拉第旋转镜或带有第二偏振控制器的第六平面反射镜，用于反射并控制第二光束的偏振态。

应理解的是，本实施例所提供的高效光程折叠器件400相对于实施例二所提供的高效光程折叠器件200的工作原理基本相同，本实施例中仅着重介绍两者之间的区别点，实施例一中的其他实施方式亦可等效应用于本实施例，此处不再赘述。

实施例五

如图9所示，本实施例提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪500，其包括：

实施例一中的高效光程折叠器件100；

光纤分束器120，与第一输入端107耦合连接；

合束器121，与第一输出端108耦合连接；

波分复用器122，与合束器121耦合连接；

光程补偿光纤123，分别与光纤分束器120和合束器121耦合连接；

探测光束通过光纤分束器120分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过光纤分束器120分束为第一参考光束和第二参考光束，第一探测光束和第一参考光束从第一输入端107输入高效光程折叠器件100、被多次反射后从第一输出端107输出至合束器121，第二探测光束和第二参考光束通过光程补偿光纤123传输至合束器121，第一探测光束、第二探测光束、第一参考光束和第二参考光束通过合束器121合束传输至波分复用器122后、通过波分复用器122分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，目标探测光束包括第一探测光束和第二探测光束，目标参考光束包括第一参考光束和第二参考光束。

在应用中，光程放大傅里叶变换光谱仪500中各器件之间可以通过光纤耦合连接，光学稳定性高。

在本实施例中，目标探测光束的第一探测光束和第二探测光束之间的光程差、目标参考光束的第一参考光束和第二参考光束之间的光程差，都为运动机构111的行程的n倍。光程放大傅里叶变换光谱仪500为马赫曾德尔干涉仪构型的光程放大傅里叶变换光谱仪。

应理解的是，第一探测光束和第一参考光束在高效光程折叠器件100中的传输原理与特性与第一光束相同，可参考实施例一中的相关描述，此处不再赘述。

实施例六

如图10所示，本实施例提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪600，其在实施例五的基础上，还包括：

第三偏振控制器124，分别与第一输出端108和合束器耦合连接，用于控制第一探测光束和第一参考光束的偏振态；

第四偏振控制器125，通过光程补偿光纤123与光纤分束器120耦合连接，并与合束器121耦合连接，用于控制第二探测光束和第二参考光束的偏振态。

应理解的是，本实施例所提供的光程放大傅里叶变换光谱仪600相对于实施例五所提供的光程放大傅里叶变换光谱仪500的工作原理基本相同，本实施例中仅着重介绍两者之间的区别点，实施例五中的其他实施方式亦可等效应用于本实施例，此处不再赘述。

实施例七

如图11所示，本实施例提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪700，其包括：

实施例二中的高效光程折叠器件200；

光纤分束器120，分别与第一输入端107和第二输入端112耦合连接；

合束器121，分别与第一输出端108和第二输出端113耦合连接；

波分复用器122，与合束器121耦合连接；

探测光束通过光纤分束器120分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过光纤分束器120分束为第一参考光束和第二参考光束，第一探测光束和第一参考光束从第一输入端107输入高效光程折叠器件200、被多次反射后从第一输出端108输出至合束器121，第二探测光束和第二参考光束从第二输入端112输入高效光程折叠器件200、被多次反射后从第二输出端113输出至合束器121，第一探测光束、第二探测光束、第一参考光束和第二参考光束通过合束器121合束传输至波分复用器122后、通过波分复用器122分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，目标探测光束包括第一探测光束和第二探测光束，目标参考光束包括第一参考光束和第二参考光束。

在应用中，光程放大傅里叶变换光谱仪700中各器件之间可以通过光纤耦合连接，光学稳定性高。

在本实施例中，目标探测光束的第一探测光束和第二探测光束之间的光程差、目标参考光束的第一参考光束和第二参考光束之间的光程差，都为运动机构111的行程的n倍。光程放大傅里叶变换光谱仪700为马赫曾德尔干涉仪构型的光程放大傅里叶变换光谱仪。

应理解的是，第一探测光束和第一参考光束在高效光程折叠器件100中的传输原理与特性与第一光束相同，第二探测光束和第二参考光束在高效光程折叠器件100中的传输原理与特性与第二光束相同，可参考实施例二中的相关描述，此处不再赘述。

实施例八

如图12所示，本实施例提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪800，其在实施例七的基础上，还包括：

第三偏振控制器124，分别与第一输出端108和合束器耦合连接，用于控制第一探测光束和第一参考光束的偏振态；

第四偏振控制器125，分别与第二输出端113和合束器121耦合连接，用于控制第二探测光束和第二参考光束的偏振态。

应理解的是，本实施例所提供的光程放大傅里叶变换光谱仪800相对于实施例七所提供的光程放大傅里叶变换光谱仪700的工作原理基本相同，本实施例中仅着重介绍两者之间的区别点，实施例五中的其他实施方式亦可等效应用于本实施例，此处不再赘述。

实施例九

如图13所示，本实施例提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪900，其包括：

实施例三中的高效光程折叠器件300；

光纤分束器120，与第一输入输出端116耦合连接；

光程补偿光纤123；

第三法拉第旋转镜126，通过光程补偿光纤123与光纤分束器120耦合连接；

波分复用器122，与光纤分束器120耦合连接；

探测光束通过光纤分束器120分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过光纤分束器120分束为第一参考光束和第二参考光束，第一探测光束和第一参考光束从第一输入输出端116输入高效光程折叠器件300、被多次反射后原路返回至光纤分束器120，第二探测光束和第二参考光束通过光程补偿光纤123传输至第三法拉第旋转镜126后、基于光路可逆原理原路反射回光纤分束器120，第一探测光束、第二探测光束、第一参考光束和第二参考光束通过光纤分束器120合束传输至波分复用器122后、通过波分复用器122分束为目标探测光束和目标参考光束。

在应用中，光程放大傅里叶变换光谱仪900中各器件之间可以通过光纤耦合连接，光学稳定性高。

在本实施例中，目标探测光束的第一探测光束和第二探测光束之间的光程差、目标参考光束的第一参考光束和第二参考光束之间的光程差，都为运动机构111的行程的n倍。光程放大傅里叶变换光谱仪900为迈克尔逊干涉仪构型的光程放大傅里叶变换光谱仪。

应理解的是，第一探测光束和第一参考光束在高效光程折叠器件300中的传输原理与特性与第一光束相同，可参考实施例一中的相关描述，此处不再赘述。

实施例十

如图14所示，本实施例提供一种光程放大傅里叶变换光谱仪1000，其包括：

实施例四中的高效光程折叠器件400；

光纤分束器120，分别与第一输入输出端116和第二输入输出端118耦合连接；

波分复用器122，与光纤分束器120耦合连接；

探测光束通过光纤分束器120分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过光纤分束器120分束为第一参考光束和第二参考光束，第一探测光束和第一参考光束从第一输入输出端输入高效光程折叠器件400、被多次反射后原路返回至光纤分束器120，第二探测光束和第二参考光束从第二输入端输出输入高效光程折叠器件400、被多次反射后原路返回至光纤分束器120，第一探测光束、第二探测光束、第一参考光束和第二参考光束通过光纤分束器120合束传输至波分复用器122后、通过波分复用器122分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，目标探测光束包括第一探测光束和第二探测光束，目标参考光束包括第一参考光束和第二参考光束。

在应用中，光程放大傅里叶变换光谱仪1000中各器件之间可以通过光纤耦合连接，光学稳定性高。

在本实施例中，目标探测光束的第一探测光束和第二探测光束之间的光程差、目标参考光束的第一参考光束和第二参考光束之间的光程差，都为运动机构111的行程的n倍。光程放大傅里叶变换光谱仪1000为迈克尔逊干涉仪构型的光程放大傅里叶变换光谱仪。

应理解的是，第一探测光束和第一参考光束在高效光程折叠器件400中的传输原理与特性与第一光束相同，第二探测光束和第二参考光束在高效光程折叠器件400中的传输原理与特性与第二光束相同，可参考实施例二中的相关描述，此处不再赘述。

在一个实施例中，实施例五至实施例十提供的光程放大傅里叶变换光谱仪，还包括：

光源，与光纤分束器耦合连接，用于输出探测光束和参考光束；

第一光探测器，与波分器耦合连接，用于对目标探测光束进行采样并转换为第一电信号；

第三光探测器，与波分器耦合连接，用于对目标参考光束进行采样并转换为第二电信号；

处理器，分别与运动机构、第一光探测器和第二光探测器电连接，用于：

根据第一电信号获得目标探测光束的时序干涉数据；

根据第二电信号获得第一参考光束和第二参考光束的光程差；

根据光程差对时序干涉数据进行傅里叶变换，获得光谱信息。

在应用中，光源可以通过激光器，或者，激光器和准直透镜实现。光源可以是红外光源，相应的，光程放大傅里叶变换光谱仪可以是傅里叶变换红外(Fourier TransformInfrared，FTIR)光谱仪。

在应用中，第一光探测器和第二光探测器可以通过光电二极管、光电倍增管等光电转换器件实现。

在应用中，处理器用于控制与其连接的各部件的工作状态。光源可以不受处理器控制而独立工作，也可以与处理器电连接，在处理器的控制下工作。处理器可以通过中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等实现。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

在应用中，光程放大傅里叶变换光谱仪还可以包括与处理器电连接的存储器，用于存储可被处理器执行的计算机程序，处理器在执行该计算机程序时，实现对于处理器电连接的各部件的工作状态的控制。存储器在一些实施例中可以是光程放大傅里叶变换光谱仪的内部存储单元，例如，光程放大傅里叶变换光谱仪的硬盘或内存，具体可是光电处理器或数据处理模块的内存。存储器在另一些实施例中也可以是光程放大傅里叶变换光谱仪的外部存储设备，例如，光程放大傅里叶变换光谱仪上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括光程放大傅里叶变换光谱仪的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的器件，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个器件可以结合或者可以集成。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效光程折叠器件，其特征在于，包括：

主平面反射镜；

凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f；所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统光轴在所述焦平面上的交点；

第一输入端，设置于所述主平面反射镜的第一角点；

第一输出端，设置于所述主平面反射镜的第二角点，所述第一角点和所述第二角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第一倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第一平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第一共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第二平面反射镜，所述第一共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第一共轭反射镜和所述第一倾斜反射镜关于所述原点对称；

运动机构，用于驱动所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜中的至少一个运动；

所述主平面反射镜、所述第一输入端的入射面、所述第一输出端的出射面、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第一光束从所述第一输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜之间的多次反射后，从所述第一输出端输出。

2.如权利要求1所述的高效光程折叠器件，其特征在于，所述运动机构包括：

电机，与所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜中的至少一个机械连接；

压电陶瓷驱动器、微电机系统驱动器或音圈电机驱动器，与所述电机电连接，用于驱动所述电机运动。

3.如权利要求1或2所述的高效光程折叠器件，其特征在于，还包括：

第二输入端，设置于所述主平面反射镜的第三角点；

第二输出端，设置于所述主平面反射镜的第四角点，所述第三角点和所述第四角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第二倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第三平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第二共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第四平面反射镜，所述第二共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第二共轭反射镜和所述第二倾斜反射镜关于所述原点对称；

所述第二输入端的入射面、所述第二输出端的出射面、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第二光束从所述第二输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜之间的多次反射后，从所述第二输出端输出。

4.一种高效光程折叠器件，其特征在于，包括：

主平面反射镜；

凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f；所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统光轴在所述焦平面上的交点；

第一输入输出端，设置于所述主平面反射镜的第一角点；

第一返回反射镜，设置于所述主平面反射镜的第二角点，所述第一角点和所述第二角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第一倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第一平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第一共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第二平面反射镜，所述第一共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第一共轭反射镜和所述第一倾斜反射镜关于所述原点对称；

运动机构，用于驱动所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜中的至少一个运动；

所述主平面反射镜、所述第一输入输出端的入射出射面、所述第一返回反射镜、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第一光束从所述第一输入输出端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第一倾斜反射镜和所述第一共轭反射镜之间的多次反射后传输至所述第一返回反射镜，基于光路可逆原理原路反射回所述第一输入输出端并输出。

5.如权利要求4所述的高效光程折叠器件，其特征在于，所述第一返回反射镜为第一法拉第旋转镜或带有第一偏振控制器的第五平面反射镜。

6.如权利要求4或5所述的高效光程折叠器件，其特征在于，还包括：

第二输入输出端，设置于所述主平面反射镜的第三角点；

第二返回反射镜，设置于所述主平面反射镜的第四角点且位于所述凹面反射镜的焦平面，所述第三角点和所述第四角点关于所述主平面反射镜的第一中心线对称；

第二倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第三平面反射镜，所述第一倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

第二共轭反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的第四平面反射镜，所述第二共轭反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线平行，所述第二共轭反射镜和所述第二倾斜反射镜关于所述原点对称；

所述第二输入输出端的入射出射面、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜位于所述凹面反射镜的焦平面；

第二光束从所述第二输入输出端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述第二倾斜反射镜和所述第二共轭反射镜之间的多次反射后传输至所述第二返回反射镜，基于光路可逆原理原路反射回所述第二输入输出端并输出。

7.如权利要求6所述的高效光程折叠器件，其特征在于，所述第二返回反射镜为第二法拉第旋转镜或带有第二偏振控制器的第六平面反射镜。

8.一种光程放大傅里叶变换光谱仪，其特征在于，包括：

如权利要求1或2所述的高效光程折叠器件；

光纤分束器，与所述第一输入端耦合连接；

合束器，与所述第一输出端耦合连接；

波分复用器，与所述合束器耦合连接；

光程补偿光纤，分别与所述光纤分束器和所述合束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后从所述第一输出端输出至所述合束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束通过所述光程补偿光纤传输至所述合束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述合束器传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

或者，所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括：

如权利要求3所述的高效光程折叠器件；

光纤分束器，分别与所述第一输入端和所述第二输入端耦合连接；

合束器，分别与所述第一输出端和所述第二输出端耦合连接；

波分复用器，与所述合束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后从所述第一输出端输出至所述合束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束从所述第二输入端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后从所述第二输出端输出至所述合束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述合束器合束传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，所述目标探测光束包括所述第一探测光束和所述第二探测光束，所述目标参考光束包括所述第一参考光束和所述第二参考光束。

9.如权利要求8所述的光程放大傅里叶变换光谱仪，其特征在于，还包括：

第三偏振控制器，分别与所述第一输出端和所述合束器耦合连接；

第四偏振控制器，所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括如权利要求1或2所述的高效光程折叠器件时，所述第四偏振控制器通过所述光程补偿光纤与所述光纤分束器耦合连接并与所述合束器耦合连接；所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括如权利要求3所述的高效光程折叠器件时，所述第四偏振控制器分别与所述第二输出端和所述合束器耦合连接。

10.一种光程放大傅里叶变换光谱仪，其特征在于，包括：

如权利要求4或5所述的高效光程折叠器件；

光纤分束器，与所述第一输入输出端耦合连接；

光程补偿光纤；

第三法拉第旋转镜，通过所述光程补偿光纤与所述光纤分束器耦合连接；

波分复用器，与所述光纤分束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入输出端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后原路返回至所述光纤分束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束通过所述光程补偿光纤传输至所述第三法拉第旋转镜后、基于光路可逆原理原路反射回所述光纤分束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述光纤分束器合束传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

或者，所述光程放大傅里叶变换光谱仪包括：

如权利要求6或7所述的高效光程折叠器件；

光纤分束器，分别与所述第一输入输出端和所述第二输入输出端耦合连接；

波分复用器，与所述光纤分束器耦合连接；

探测光束通过所述光纤分束器分束为第一探测光束和第二探测光束，参考光束通过所述光纤分束器分束为第一参考光束和第二参考光束，所述第一探测光束和所述第一参考光束从所述第一输入输出端输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后原路返回至所述光纤分束器，所述第二探测光束和所述第二参考光束从所述第二输入端输出输入所述高效光程折叠器件、被多次反射后原路返回至所述光纤分束器，所述第一探测光束、所述第二探测光束、所述第一参考光束和所述第二参考光束通过所述光纤分束器合束传输至所述波分复用器后、通过所述波分复用器分束为目标探测光束和目标参考光束；

其中，所述目标探测光束包括所述第一探测光束和所述第二探测光束，所述目标参考光束包括所述第一参考光束和所述第二参考光束。

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