[发明专利]一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪

摘要

本发明公开了一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，包括前置准直物镜、立方角反射镜、分束器、后置成像物镜、探测器以及控制与处理模块，可以减少目标光能的损失，因此具有高光通量和高探测灵敏度的特点；以分束器或立方角反射镜转动扫描方式代替传统的动镜直线运动扫描方式，避免了由精密直线扫描动镜所带来的一系列技术上的困难；采用基于迈克尔逊干涉原理的横向剪切干涉仪，具有共光路的特性，即使分束器在旋转过程中有微小晃动，也不会影响干涉效果；以立方角反射镜代替传统傅里叶变换成像光谱仪中的平面镜，避免了因平面镜倾斜带来的问题。这些都提高了仪器的稳定性、可靠性以及抗震动冲击的能力，而且使此发明的结构更紧凑。

主权项

1.一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，包括前置准直物镜（1）、立方角反射镜、分束器（2）、后置成像物镜（6）、探测器（7）以及控制与处理模块（8），其中，所述前置准直物镜（1）放置在目标的前方，将目标的辐射光束转换成平行光束，分束器（2）放置在前置准直物镜（1）后方的光路中，分束器（2）与平行光束成45°角；所述立方角反射镜有两个，分别定义为第一立方角反射镜（4）和第二立方角反射镜（5），其中，第一立方角反射镜（4）放置在分束器（2）的反射光路中，第一立方角反射镜（4）的对角线穿过分束器（2）的对称中心，且与分束器（2）成45°角；第二立方角反射镜（5）位于分束器（2）的透射光路中，第二立方角反射镜（5）和第一立方角反射镜（4）相对于分束器（2）呈对称分布；第一立方角反射镜（4）和第二立方角反射镜（5）组成立方角反射镜组；所述分束器（2）与立方角反射镜组以分束器（2）的对称中心作为中心点相对转动，用于改变从分束器（2）透射和折射的两路光束的光程差；所述后置成像物镜（6）为傅里叶变换透镜，放置在与第一立方体反射镜相对一侧的分束器（2）的光路中，用于将从分束器（2）透射和折射的两路光束进行干涉成像；所述探测器（7）放置在后置成像物镜（6）的焦平面上，用于接收在此焦平面上形成的像面干涉图；所述控制与处理模块（8）与探测器（7）相连，一方面控制探测器（7）的采样频率，使探测器（7）的采样频率q关系满足：其中ω为分束器（2）与立方角反射镜组的相对转动速度，s为探测器（7）像元的大小，f′ 为后置成像物镜（6）的焦距，α为分束器（2）与立方角反射镜组之间相对转过的角度；控制与处理模块（8）另一方面对探测器（7）接收的像面干涉图进行存储和数据处理，从而得到目标的光谱数据立方体。