[发明专利]一种傅里叶变换光谱仪

权利要求书

1.一种傅里叶变换光谱仪，包括用于形成干涉光场的空间调制干涉系统，其特征在于，所述傅里叶变换光谱仪还包括置于所述空间调制干涉系统的入射光路，用于将入射光场的宽带光谱进行分割的双光栅系统；

所述双光栅系统包括光栅周期相等的、相互平行的第一光栅和第二光栅，所述第一光栅与所述第二光栅使所述入射光场在沿所述双光栅系统的光轴的方向上被平行色散为M个窄带切片光束，M1；

所述双光栅系统的色散方向与所述空间调制干涉系统的调制方向在横向空间彼此正交，使所述入射光场被所述双光栅系统与所述空间调制干涉系统实现正交耦合调制；所述空间调制干涉系统包括置于分束器的反射光路上的平面反射镜和置于所述分束器的透射光路上的多级微反射镜；所述分束器将M个所述窄带切片光束按照能量均分为第一光束和第二光束；所述第一光束反射至所述平面反射镜后二次反射回所述分束器，所述第二光束透射至所述多级微反射镜后反射回所述分束器；所述第一光束的反射光和所述第二光束的反射光在所述分束器上进行叠加，形成所述干涉光场；

所述多级微反射镜为具有相同阶梯高度d的阶梯型结构，所述多级微反射镜的阶梯方向与所述双光栅系统的刻线方向正交，用于对不同中心波长的所述窄带切片光束进行分布式同步相位调制；

所述阶梯高度d满足如下关系式：

其中，k为任一所述窄带切片光束对应的光谱段的折叠级次，

λ_max为该光谱段最大波长，

λ_min为该光谱段最小波长。

2.根据权利要求1所述的傅里叶变换光谱仪，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅均为衍射光栅，第一衍射光栅的光轴与第二衍射光栅的光轴不重合，使所述第一衍射光栅+N级衍射级次出射的光束入射到所述第二衍射光栅-N级衍射级次上；或使所述第一衍射光栅-N级衍射级次出射的光束入射到所述第二衍射光栅+N级衍射级次上，形成M个所述窄带切片光束。

3.根据权利要求2所述的傅里叶变换光谱仪，其特征在于，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅均通过刻画在各自不透明基底上的一系列等宽度、等周期的平行狭缝结构实现平行色散；或均通过蒸镀在各自透明基底上的一系列等宽度、等周期的平行线栅结构实现平行色散。

4.根据权利要求1所述的傅里叶变换光谱仪，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅均为棱镜光栅，第一棱镜光栅和第二棱镜光栅反向且同轴放置，使所述入射光场在沿所述双光栅系统的光轴的直线方向上被平行色散为M个所述窄带切片光束。

5.根据权利要求4所述的傅里叶变换光谱仪，其特征在于，所述第一棱镜光栅和所述第二棱镜光栅均为棱镜基座的表面刻画有光栅结构的一体式棱镜光栅，或者均为由棱镜和透射光栅胶合形成的集成式光栅。

6.根据权利要求5所述的傅里叶变换光谱仪，其特征在于，所述集成式光栅的所述棱镜基座的入射面与所述透射光栅的一个刻槽平行，且所述透射光栅的槽面与所述透射光栅的底面的夹角和所述棱镜基座的楔角相等。

7.根据权利要求1所述的傅里叶变换光谱仪，其特征在于，所述傅里叶变换光谱仪还包括置于所述双光栅系统的入射光路中的准直镜、依次置于所述平面反射镜出射光路的缩束系统和面阵探测器；

所述准直镜用于将所述入射光场准直为平行光；

所述面阵探测器用于对所述干涉光场进行光电转换，形成衍射干涉图像。