[实用新型]动镜傅里叶成像光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于光谱成像的仪器，尤其涉及一种动镜傅里叶成像光谱仪，属于光谱成像领域。

背景技术

傅立叶变换成像光谱系统可以采集地物目标细节的高光谱图像信息，在军事侦察，红外制导，毒气探测等领域都有重要的应用价值；此外，还广泛应用于探矿、地质、地理、农林业科技，环境治理，灾害预报，海洋水色探测，大气遥感，植被和生态等领域。

傅立叶变换成像光谱仪作为一种高分辨率的光谱仪器，是现代工农业生产、国防、科学研究中不可缺少的工具。高光谱成像系统获得的光谱图像数据立方体具有超多波段、高光谱分辨力、高空间分辨力的特点，因此比全色图像或多光谱图像包含了更丰富的地物目标信息。根据高光谱图像数据，人们可以从空间匹配和光谱匹配两个方面对地物目标进行分析和识别。在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像，达到从空间直接识别地球表面物体的目的。这是光电遥感技术的一个飞跃，因此，国内外均竞相在这一领域开展研究工作。近几年推出了多种机载成像光谱仪的新方案，并投入实验和运行，出现了遥感发展的新局面。

现阶段成像光谱技术朝着高通量、高光谱分辨率、高空间分辨率的方向发展。近两年，国外有人提出了带角镜的红外傅里叶变换成像光谱仪，波段在3-5m波长范围，用于测量远程化学气体；带角镜的红外傅里叶变换成像光谱仪。用于3-5m波长实验原理样机；制约我国当前发展傅立叶变换红外成像光谱仪的主要问题之一是红外焦平面器件，但随着国内半导体工艺技术水平的逐步提高这一问题将会得到解决。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种动镜傅里叶成像光谱仪，包括前置光学系统L1、准直系统L2、动镜M1、固定反射镜M2、分束器BS和透镜L3，所述前置光学系统L1和准直系统L2依次设置在光路方向，所述分束器BS设置在L2后方，所述动镜M1设置在分束器BS后方，所述固定反射镜M2的法线方向与所述动镜M1法线方向垂直。

优选的，上述透镜L3设置在分束器BS下方。

优选的，上述透镜L3下方设置有焦平面探测器FPA。

优选的，上述固定反射镜M2、分束器BS、透镜L3和焦平面探测器FPA设置在一条光路方向。

优选的，上述分束镜BS将平行光按照相同的振幅分为两束，一束照射在动镜M1上，另一束照射在固定反射镜M2上。

本实用新型提供的动镜傅里叶成像光谱仪，由于时间调制干涉成像光谱仪没有采用光学狭缝，因此具有光通量大的优点，也因此适合于组成空间分辨率较低且高灵敏度的红外光谱成像系统；并且由于动镜M1的移动范围可以做的很大，因此可以取得很大的光程差范围，即光谱分辨率很高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型的动镜傅里叶成像光谱仪具体如图1所示，光谱仪包括前置光学系统L1、准直系统L2、动镜M1、固定反射镜M2、分束器BS和透镜L3，所述前置光学系统L1和准直系统L2依次设置在光路方向，所述分束器BS设置在L2后方，所述动镜M1设置在分束器BS后方，所述固定反射镜M2的法线方向与所述动镜M1法线方向垂直。透镜L3设置在分束器BS下方。透镜L3下方设置有焦平面探测器FPA。固定反射镜M2、分束器BS、透镜L3和焦平面探测器FPA设置在一条光路方向。分束镜BS将平行光按照相同的振幅分为两束，一束照射在动镜M1上，另一束照射在固定反射镜M2上。

前置光学成像系统L1将待测物体成像在大孔径的视场光栏即透镜L2的前焦平面上；视场光栏面上任意一点发出的光束经过准直系统L2后变成平行光。分束镜BS将平行光按照相同的振幅分为两束，一束照射在动镜M1上，另一束照射在固定反射镜M2上。从M1和M2反射回来的两束平行光束，经过分束器BS和透镜L3会聚后，成像在焦平面探测器FPA上并形成干涉图。在完整的干涉图案采样过程中，系统一直凝视目标。随着M1的移动，FPA上每一点的干涉光程差也同时改变，因此可以采集到一系列具有不同光程差的二维干涉图像；将这些二维干涉图像组合起来就得到干涉图像的数据立方体；对干涉图像的数据立方体进行多行的一维傅里叶变换就得到光谱图像数据立方体。