[发明专利]一种变间隙法布里-珀罗干涉仪反射率确定方法

说明书

本发明公开了一种变间隙法布里‑珀罗(F‑P)干涉仪反射率确定方法，属于光谱成像领域。本发明综合分析了变间隙法布里‑珀罗(F‑P)干涉仪干涉腔反射率对变间隙法布里‑珀罗(F‑P)干涉光谱成像系统最终获取的单色光干涉条纹正弦性和调制度的影响。通过使用本发明的技术方案，对干涉条纹的正弦性和调制度进行折中处理，不仅可以确定变间隙法布里‑珀罗(F‑P)干涉仪干涉腔最佳反射率值，还可以避免因其中一个性能参数过差，导致变间隙法布里‑珀罗(F‑P)干涉光谱成像系统无法正常工作。

技术领域

本发明属于光谱成像领域，主要涉及一种变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉光谱成像系统中变间隙F-P干涉仪反射率的确定方法。

背景技术

作为变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉光谱成像系统的核心器件，变间隙F-P干涉仪以其结构小巧、紧凑，工作原理简单可行等优点使得整个干涉光谱成像系统，尤其是在长波红外波段，真正满足了轻量化、小型化的需求，拓宽了干涉光谱成像系统的应用平台。其中变间隙F-P干涉仪干涉腔反射率大小直接影响了干涉光谱成像系统最终获取干涉条纹的正弦性和调制度。干涉条纹正弦性差，相应的傅里叶变换后会产生旁瓣，这样不仅削减了主频信号的强度，而且还会产生一些干扰信号，降低系统的信噪比；干涉条纹调制度差，信号变化量小，这样不利于后续光谱信号的解调处理。

国外期刊SPIE Vol.8390发表的一篇论文《A compact LWIR hyperspectralsystem employing a microbolometer array and a variable gap Fabry-Perotinterferometer employed as a Fourier transform spectrometer》中介绍了干涉仪干涉腔反射率的确定方法，该方法虽然提出需要考虑干涉仪干涉腔反射率值对干涉条纹的正弦性和调制度的影响，但并未给出二者与干涉仪反射率值之间的具体函数关系以及得到二者与干涉仪反射率值具体函数关系的方法，因此无法利用该文章实现通过干涉条纹正弦性以及调制度确切得到干涉仪干涉腔最佳反射率值。

中国期刊《光学学报》第35卷第8期发表的一篇论文《基于对称楔形干涉腔的高光谱成像方法》中介绍了一种通过复色光干涉条纹的调制度限定干涉仪干涉腔反射率的方法，该方法的主要缺点是：首先，该方法仅考虑干涉条纹的调制度，并未考虑干涉条纹的正弦性，导致限定得到的干涉仪干涉腔反射率不是最优；其次，该方法采用的波段范围是复色光，导致得到的干涉条纹的调制度与干涉仪楔角和干涉仪干涉腔反射率均相关，而该文章中，在只给出某些给定干涉仪楔角下的干涉条纹调制度与干涉仪干涉腔反射率的关系情况下，即主观判定最优的干涉仪干涉腔反射率，缺乏理论依据。

发明内容

针对上述背景技术中所提出的问题，本发明提出一种变间隙法布里-珀罗干涉仪反射率确定方法，主要实现以下三个目的：

1、提供一个变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉光谱成像系统获取的单色光干涉条纹正弦性与变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉仪干涉腔反射率之间关系的数学模型。

2、提供一个变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉光谱成像系统获取的单色光干涉条纹调制度与变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉仪干涉腔反射率之间关系的数学模型。

3、提供一个变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统获取的单色光干涉条纹性能与其正弦性和调制度之间的目标函数。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

所述一种变间隙法布里-珀罗干涉仪反射率确定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：建立变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统获取的单色光干涉条纹正弦性与变间隙法布里-珀罗干涉仪干涉腔反射率之间关系的数学模型；

步骤2：建立变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统获取的单色光干涉条纹调制度与变间隙法布里-珀罗干涉仪干涉腔反射率之间关系的数学模型；