[发明专利]一种大孔径多通道空间外差干涉光谱成像方法及光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种大孔径多通道空间外差干涉光谱成像方法及光谱仪。

背景技术

干涉光谱成像技术从调制方式上来分可分为：(1)时间调制、(2)空间调制和(3)时空联合调制三种方式。

(1)时间调制干涉光谱成像技术具有运动部件，相比较于空间调制干涉光谱技术稳定性较差。

(2)空间调制干涉光谱成像技术没有运动部件，因而具有很好的稳定性，空间调制干涉光谱成像技术的典型例子是Sagnac(萨格纳克)干涉光谱仪。如图1所示，Sagnac干涉光谱仪通过前置光学系统11在一次像面12上获取目标的图像，在一次像面12上放置一个狭缝13，同时，狭缝还位于傅氏镜15(成像光学系统包括傅氏镜和柱面镜)的前焦面上，通过横向剪切仪14后狭缝将被剪切成一对虚像，这两个虚像之间的横向剪切量为d，傅氏镜的焦距为f，探测器16上距离光轴距离为y的像素上获得的干涉图表达式为：I(y)=∫σminσmaxB(σ)cos(2πσ·OPD(y))dσ,]]>式中OPD(y)=d·sinθ=d·yf]]>是探测器上距离光轴距离为y处的光程差表达式。

但是，Sagnac干涉仪要实现小波数范围、高分辨率的探测，其采样点数由乃奎斯特定理来决定，采样点数与最大波数成正比、与波数分辨率成反比，当最大波数而波数分辨率高，则采样点数巨大，另一方面，Sagnac干涉光谱仪一次成像获得所有光程差的干涉信息，单个像素(通道)上的探测强度与采样点数成反比，当全部能量为E，则每一个像素的所接收的能量大致为当波数分辨率越高则单个通道的能量越小，探测器的灵敏度要求则越高。