[发明专利]一种变间隙法布里-珀罗干涉仪楔角确定方法

说明书

本发明属于光谱成像领域，公开了一种变间隙法布里‑珀罗干涉仪楔角确定方法，分别从干涉光谱成像系统的光谱分辨率、采样定律、艾里斑中心距、干涉条纹调制度等四项系统指标或性能参数与变间隙法布里‑珀罗干涉仪楔角之间的关系，建立干涉仪楔角的约束条件，确定楔角的最佳值区间。此外，本发明还分析了不同楔角下，艾里斑中心距与前端成像物镜的关系曲线，进一步优化楔角值。变间隙法布里‑珀罗干涉仪作为光谱成像模块的核心部件，其楔角的大小决定了整个模块的光谱分辨率、条纹调制度、信噪比等多项关重指标，通过使用本发明的技术方案，可确定其最佳值，使整个变间隙法布里‑珀罗干涉光谱成像系统性能达到最优。

技术领域

本发明属于光谱成像技术领域，涉及一种变间隙法布里-珀罗干涉仪楔角确定方法。

背景技术

干涉光谱成像技术受到各军事强国重视，发达国家如美国已经将光谱成像技术应用于侦察、预警和防护系统中，该技术的掌握和运用必将对未来高技术战争中掌握战场信息主动权具有重大意义。各种目标和背景有特殊的光谱特征，当目标和背景的光谱信号具有显著差异时，光谱成像系统以其最终获取的数据立方体，在繁多的光谱中将要探测的目标突显出来，可以对地面复杂背景下目标、伪装/隐身目标、丛林半遮蔽目标等进行探测和识别。

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。其中变间隙法布里-珀罗干涉仪作为光谱成像模块的核心部件，其楔角的大小决定了整个模块的光谱分辨率、条纹调制度、信噪比等多项关重指标，需要确定其最佳值。

相对于中国期刊“基于对称楔形干涉腔的高光谱成像方法”，该方法仅从干涉光谱成像系统的光谱分辨率和采样定律两个方面对干涉仪楔角进行约束，给出的区间范围太宽泛。

相对于国外期刊“A compact LWIR hyperspectral system employing amicrobolometer array and a variable gap Fabry-Perot interferometer employedas a Fourier transform spectrometer”和发明专利“一种Fabry-Perot干涉光谱成像仪”(专利公布号CN 104236713A)，二者均未提及干涉仪楔角的确定方法。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：针对现有技术中的不足，提供一种变间隙法布里-珀罗干涉仪楔角确定方法，以解决现有的干涉仪楔角确定准确度不高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种变间隙法布里-珀罗干涉仪楔角确定方法，其包括以下步骤：

步骤1：为满足变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统对光谱分辨率的要求，依据变间隙法布里-珀罗干涉仪干涉腔楔角与变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统光谱分辨率的数学模型，得到干涉仪楔角的初始预置区间；

步骤2：依据采样定律，在步骤1得到的干涉仪楔角初始预置区间基础上，对变间隙法布里-珀罗干涉仪干涉腔楔角的取值范围进一步约束，获得二次楔角预置区间；

步骤3：通过建立变间隙法布里-珀罗干涉仪干涉腔楔角与变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统干涉条纹调制度的数学模型，根据变间隙法布里-珀罗干涉光谱成像系统干涉条纹调制度大于预设阈值的要求，对步骤2得到的二次楔角预置区间进一步约束，获得三次楔角预置区间；