[发明专利]一种Herriott型多次反射弹光调制干涉具

说明书

技术领域

本发明一种Herriott型多次反射弹光调制干涉具，属于傅里叶变换光谱仪研制技术领域。

技术背景

弹光调制干涉仪是一种基于应力双折射原理的以弹光调制干涉具为核心的傅里叶光谱仪，其具有高速、高灵敏度、宽光谱范围及抗振等优点。已被广泛的运用于宇宙探索、环境监测、航天、军事、安全生产、节能减排等方面。随着科学研究的进步和应用领域的扩展，对弹光调制干涉仪在光谱分辨率、光通量等方面的要求也在不断提高，这就对弹光调制干涉仪的核心部件——弹光调制干涉具的性能提出了更高的要求。

现有的单弹光调制器(Photoelastic Modulator，PEM)产生的可调光程差小，不能完全满足测量测试的需求。理论上，为提高光谱分辨率，可增加PEM驱动电压或将多个PEM串联使用。增大PEM驱动电压的方法受材料的热、力学性能限制，增大光程差的效果有限，因为驱动电压不仅受光学材料断裂极限的约束且高压驱动的PEM产生的热会导致较快的频率漂移，文献[Birefringence interferometers for ultra-high-speed FT spectrometry and hyperspectral imaging工.Dynamic modelof the resonant photoelastic modulator，Vibrational spectroscopy，，2006，42(1)：51-58.]做了详细的研究并提出了理论上的解决办法，但较难实现。2004年，Tudor N.Buican和Carrieri，Arthur H在文献[Ultra-High Speed Solid-State FTIR Spectroscopy and Applications for Chemical Defense，Proceedings for the Army Science Conference(24th)，2004.]中采用多个弹光调制器串联的方式，在2μm～12.5μm(800-2000cm^-1)的光谱范围内，获得了小于2.5cm^-1的光谱分辨率，但通光量仅有3％～8％(对于收集非偏振光)。事实上，由于弹光调制器之间的加工差异及高机械品质因数特点，将他们调谐到同一个频率很困难；另外，光通过多个弹光调制器表面产生的多次反射将导致光能的大量损失，因此有必要予以改进。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，提供一种具有高光谱分辨率、无机械运动且能保证足够光通量的新型单弹光调制干涉具。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种Herriott型多次反射弹光调制干涉具，包括前置光学系统、起偏器和检偏器，还包括Herriott型弹光调制干涉具，前置光学系统、起偏器、Herriott型弹光调制干涉具、检偏器依次摆放，所述Herriott型弹光调制干涉具包括压电石英驱动器、Herriott型弹光晶体和高反射率膜，压电石英驱动器通过高性能硅橡胶粘合在Herriott型弹光晶体的两侧，高反射率膜镀制在Herriott型弹光晶体的两个通光面上，所述高反射率膜在靠近起偏器一侧开有正面通光孔径，在靠近检偏器一侧开有背面通光孔径。

所述Herriott型弹光晶体外形为八角形，前通光面为向外凸起的球面，曲率半径为420-2000mm，后通光面为平面。

所述Herriott型弹光晶体厚度为25-40mm，在Herriott型弹光晶体内反射次数为15-30次。

所述起偏器的平面与前置光学系统出射的光线垂直，所述检偏器的平面与高反射率膜背面通光孔径处出射的光线垂直。

所述压电石英驱动器的驱动电压频率为30-60KHz。

所述高反射率膜厚度为0-10μm，高反射率膜上的正面通光孔径和背面通光孔径直径为0.7-2mm。

与现有技术相比本发明所具有的有益效果为：

1、利用Herriott长程池的光学特性，结合已有干涉具的结构特点，实现了单弹光晶体下的大光程差、高光谱分辨率；

2、Herriott结构的弹光调制干涉具兼顾了系统的光谱分辨率和光通量，无需分光，减少了整个光学系统像差；

3、本发明无机械运动部件，抗振动能力强；

4、本发明原理和结构简单，便于加工，易于装调；

5、本发明只利用弹光调制器调节，易于控制。

附图说明

下面通过附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明结构原理示意图；