[发明专利]一种基于体布拉格光栅的高光谱成像系统

权利要求书

1.一种基于体布拉格光栅的高光谱成像系统，其特征在于：包括载物台、卤钨灯、校准装置、第一驼峰体布拉格光栅、第二驼峰体布拉格光栅、成像透镜、电荷耦合器件、计算机；

在载物台上安放待测物体，卤钨灯发出光线照射在待测物体上，光线漫反射后依次经过校准装置的校准、经过第一驼峰体布拉格光栅进行衍射、经过第二驼峰体布拉格光栅进行衍射与色散补偿、再经成像透镜达到电荷耦合器，最后经过电荷耦合器将待测物体的信息发送到计算机，经计算机处理得到待测物体的光谱信息和空间信息。

2.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的高光谱成像系统，其特征在于：所述第一驼峰体布拉格光栅和所述第二驼峰体布拉格光栅结构相同。

3.根据权利要求1或2所述的基于体布拉格光栅的高光谱成像系统，其特征在于：所述驼峰体布拉格光栅的获得方式如下：

首先获得体布拉格衍射效率；根据耦合波理论，无损传输体布拉格光栅的角度选择性可以描述为：

其中n₁为折射率调制，d为光栅厚度，λ和θ分别为光栅内入射光束的波长和入射角，Δθ为光栅内布拉格角的角偏差量；

在体布拉格条件下，当Δθ＝0时，衍射效率可以简化为：

其中η₀是体布拉格光栅的中心衍射效率，θ₀＝arcsin(λ/2Λ)是布拉格角，Λ是体布拉格光栅的周期；

从公式(2)中可以得出结论，通过精确调整n₁、d的值，可以得到从0到100％区间的η₀；

根据体布拉格衍射效率的布拉格角和体布拉格光栅周期调整获得单峰体布拉格光栅；即当η₀＝100％时，就可以获得传统的单峰体布拉格光栅；

再通过调整单峰体布拉格光栅的衍射效率获得驼峰体布拉格光栅，即单峰体布拉格光栅在η₀＝0时变为驼峰体布拉格光栅。

4.根据权利要求1或2所述的基于体布拉格光栅的高光谱成像系统，其特征在于：所述第一驼峰体布拉格光栅是一种千倍厚度周期比的厚驼峰体布拉格光栅，驼峰体布拉格光栅的厚度在mm量级，周期在μm量级，折射率调制度在10-4量级，矢量倾斜角为90°。

5.根据权利要求1或2所述的基于体布拉格光栅的高光谱成像系统，其特征在于：所述第一驼峰体布拉格光栅倾斜光线传播方向30°设置，第二驼峰体布拉格光栅垂直于光线传播方向放置。