[发明专利]基于挠性玻璃质支撑元件的多普勒差分干涉仪的制备方法

说明书

本发明涉及多普勒差分干涉光谱技术，具体涉及挠性玻璃质支撑元件、多普勒差分干涉仪及制备方法。解决了多普勒差分干涉仪因温度变化而导致干涉仪的光学面面型变差和两臂基础光程差发生变化的技术问题。本发明包括分光棱镜、短臂视场支撑元件、短臂视场棱镜、短臂光栅支撑元件、短臂光栅、长臂视场支撑元件、长臂视场棱镜、长臂光栅支撑元件和长臂光栅；短臂视场支撑元件、短臂光栅支撑元件、长臂视场支撑元件和长臂光栅支撑元件均为挠性玻璃质支撑元件；挠性玻璃质支撑元件为一体式矩形中空框架结构，其每个边均由多个粘接块以及连接相邻粘接块的挠性连接块组成。本发明还提供了多普勒差分干涉仪的制备方法。

技术领域

本发明涉及多普勒差分干涉光谱技术，具体涉及基于挠性玻璃质支撑元件的多普勒差分干涉仪的制备方法。

背景技术

多普勒差分干涉光谱技术是一种新型的大气风场探测技术，与迈克尔逊干涉技术和法布里-珀罗干涉技术相比，其构造系统中无运动部件、结构紧凑，且具有较高的光谱分辨率、高通量、高稳定性等优点，特别适用于星载观测平台。多普勒差分干涉仪通过观测大气成分中的精细光谱谱线进而通过多普勒频移来反演大气运动速度，其工作原理如图1所示，用两块位置固定且与光轴成一定角度的衍射光栅代替了迈克尔逊干涉仪两臂中的平面反射镜。多普勒差分干涉仪的两臂存在一个非对称量，通过引入基础光程差来提高干涉仪图的相位灵敏度，光线经准直后进入光学系统，被分光棱镜分为两束能量相等的相干光，两束光经光栅衍射后返回，最后经成像镜头等比例缩放后形成干涉图由探测器接收。

整体式多普勒差分干涉仪采用全胶合一体化的方法，各光学元件通过支撑元件粘接为一个整体，并要同时满足干涉仪所需的胶合精度、各光学元件间低热传导和粘接强度良好的要求。整体式多普勒差分干涉仪经光学设计后，由于光学元件间的材料膨胀系数差异较大，并且干涉仪的两臂不对称，整体式多普勒差分干涉仪对温度变化极为敏感，温度波动会引起光学元件热膨胀和热应力，易导致干涉仪的光学面面型变差和两臂基础光程差发生变化，引起干涉图相位发生漂移，最终使相位反演精度降低。

发明内容

本发明的目的是解决现有整体式多普勒差分干涉仪因温度变化而导致干涉仪的光学面面型变差和两臂基础光程差发生变化的技术问题，而提供一种基于挠性玻璃质支撑元件的多普勒差分干涉仪的制备方法。本发明可以实现多普勒差分干涉仪良好的热稳定性。

本发明的技术方案是：

一种挠性玻璃质支撑元件，其特殊之处在于：包括首尾相连的四个支撑架，所述四个支撑架组成一体式矩形中空框架结构，每个支撑架均由多个粘接块以及连接相邻粘接块的挠性连接块组成；所述粘接块的厚度比与之相连的挠性连接块的厚度大，且上下两个端面均超出挠性连接块的端面；四个支撑架所有粘接块的上下两个端面分别构成上下两个粘接面；所述两个粘接面为平行面或非平行面。

进一步地，所述挠性连接块均位于所述粘接块的内侧。

进一步地，所述挠性连接块为U形结构或弧形结构，所述U形结构或弧形结构的两个端部分别连接相邻两个粘接块。

进一步地，四个支撑架的粘接块等距分布，相邻粘接块的距离与U形结构或弧形结构的开口宽度一致。

一种多普勒差分干涉仪，包括分光棱镜、短臂衍射光栅和长臂衍射光栅；

短臂衍射光栅包括依次连接在分光棱镜反射表面上的短臂视场支撑元件、短臂视场棱镜、短臂光栅支撑元件和短臂光栅；

长臂衍射光栅包括依次连接在分光棱镜透射表面上的长臂视场支撑元件、长臂视场棱镜、长臂光栅支撑元件和长臂光栅；

其特殊之处在于：

所述短臂视场支撑元件、短臂光栅支撑元件、长臂视场支撑元件和长臂光栅支撑元件均采用前面所述的挠性玻璃质支撑元件；所述短臂视场支撑元件和长臂视场支撑元件的两个粘接面均为非平行面且设定有相同的夹角；所述短臂光栅支撑元件和长臂光栅支撑元件的两个粘接面均为平行面。