静态固定反射镜干涉仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种静态固定反射镜干涉仪，干涉仪包括分束镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、柱面镜(5)和CCD(6)，所述第一反射镜(3)和第二反射镜(4)的镜面法线方向相互垂直，所述分束镜(2)设置在第一反射镜(3)和第二反射镜(4)的镜面法线的交叉点上，所述柱面镜(5)和CCD(6)分别设置在第一反射镜(3)和分束镜(2)连线的下方。本发明提供的静态固定反射镜干涉仪，对传统的迈克尔逊干涉仪进行了改进，在结构上更加简洁，结合算法可以更加快速准确地获得干涉条纹仲的频谱信息。
【专利说明】静态固定反射镜干涉仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于光谱成像的仪器，尤其涉及一种静态固定反射镜干涉仪，属 于光谱成像领域。
【背景技术】
[0002] 傅里叶变换光谱技术，或简称为傅里叶光谱技术，可以追溯到1880年发明的迈克 尔逊（Michelson)干涉仪；虽然该发明的初衷是用于真空中光速的测量，但是它具备了现 代傅里叶变换光谱仪的基本结构。1891年迈克尔逊明确指出，在双光束干涉仪的接收面上， 由光程差变化引起的干涉强度变化等于被测光谱的傅里叶变换，从而奠定了现代傅里叶变 换光谱仪的理论基础。在随后发展历程中，尽管傅里叶光谱技术的很多优点被人们揭示出 来，但是由于高分辨率傅里叶变换光谱反演过程所需要的计算量非常大，因此直到20世纪 后半叶，傅里叶光谱技术才随着数字计算机技术的发展逐步占据光谱技术、尤其是红外光 谱测量领域的重要地位。特别是在1965年，J. W. Cooley和J. W. Tukey发明了快速傅里叶 变换（FFT)算法并且把它应用于干涉光谱仪上，从而使高分辨率傅里叶变换光谱反演所需 要的计算时间大大缩短，也使得傅里叶变换光谱测量技术的广泛应用成为现实。
[0003] 傅里叶光谱技术发展到今天，已经不仅仅停留在针对简单的点光源或面光源的光 谱测量。为了满足各种应用场合的需要，具有成像、高灵敏度、快速、宽谱段、高稳定性等功 能或特点的傅里叶光谱技术也得到发展。虽然傅里叶变换光谱仪FTS (Fourier Transform Spectrometers)早在20世纪60年代就逐步进入实用化，但傅里叶变换成像光谱仪 FTIS (Fourier Transform Imaging Spectrometers)的概念直到 20 世纪 90 年代初才随着 遥感成像光谱技术的发展而被提出，并得到大力发展。因此可以认为傅里叶光谱技术仍然 是一门年轻的科学。成像光谱技术是70年代末首先在美国提出并发展起来的，它具有图 像和光谱合一的特点，其信息的分析处理集中于在光谱维上进行图像信息的展开和定理分 析。在遥感领域，各国都将干涉型成像光谱技术作为重点发展方向。
[0004] 傅里叶变换成像光谱仪在很多文献中又被称作成像干涉仪（imaging interferometer)。按扫描原理划分，目前的傅里叶变换成像光谱仪大致可以划分为时间调 制型（Temporarily Modulated)和空间调制型（Spatially Modulated)两大类。其中时间 调制型需要安装动镜，光程差的变化受到一定的限制。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产 品的不足。
[0006] 本发明提供了一种静态固定反射镜干涉仪，干涉仪包括分束镜、第一反射镜、第二 反射镜、柱面镜和CCD，所述第一反射镜和第二反射镜的镜面法线方向相互垂直，所述分束 镜设置在第一反射镜和第二反射镜的镜面法线的交叉点上，所述柱面镜和CCD分别设置在 第一反射镜和分束镜连线的下方。
[0007] 优选的，上述分束镜分别与第一反射镜和第二反射镜呈°角设置。
[0008] 优选的，上述分束镜面向第一反射镜的一面贴设有增透膜。
[0009] 优选的，上述分束镜面向第二反射镜的一面贴设有半反半透膜。
[0010] 优选的，上述光源发出的光束朝向分束镜贴设有增透膜的一面。
[0011] 本发明提供的静态固定反射镜干涉仪，对传统的迈克尔逊干涉仪进行了改进，在 结构上更加简洁，结合算法可以更加快速准确地获得干涉条纹仲的频谱信息。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明结构示意图。
[0013] 附图标记：1-光源；2-分束镜；3-第一反射镜；4-第二反射镜；5-柱面镜；6-CXD ; 7_增透膜；8-半反半透膜。
【具体实施方式】
[0014] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细描述。
[0015] 本发明的静态固定反射镜干涉仪具体如图1所示，干涉仪包括分束镜（2)、第一反 射镜（3)、第二反射镜（4)、柱面镜（5)和CCD (6)，所述第一反射镜（3)和第二反射镜（4)的 镜面法线方向相互垂直，所述分束镜（2)设置在第一反射镜（3)和第二反射镜（4)的镜面 法线的交叉点上，所述柱面镜（5)和CCD(6)分别设置在第一反射镜（3)和分束镜（2)连线 的下方。分束镜（2)分别与第一反射镜（3)和第二反射镜（4)呈45°角设置。分束镜（2) 面向第一反射镜（3)的一面贴设有增透膜（7)。分束镜（2)面向第二反射镜（4)的一面贴 设有半反半透膜（8)。光源（1)发出的光束朝向分束镜（2)贴设有增透膜（7)的一面。光 束经过分束镜（2)后分别进行了折射和透射，其中折射后的光到达第一反射镜（3)再进过 分束镜（2)透射后经过柱面镜（5)到达CCD (6)，经过分束镜（2)透射后的光到达第二反射 镜（4)后经过反射，再经过分束镜（2)的折射后也经过柱面镜（5)到达CCD (6)。这样两束 光形成了干涉。
[0016] 本发明提供的干涉仪是在传统干涉系统的基础上，将原有动镜变为倾斜一定角度 的固定反射镜，如图中反射镜1所示。当光源1发出的光线入射系统后，由分束镜分为两束 光，一部分由第一反射镜3反射回柱面镜，这束光由于第一反射镜3存在一定的夹角而非原 路返回，其会与光线经第二反射镜4反射的光线发生相干，形成干涉条纹。其他光线也以 此类推，与其他光线发生干涉，最终在整个柱面镜上形成静态干涉条纹，再由柱面镜5汇聚 到CCD6上，采集得到干涉条纹的灰度数据。CCD6采集的数据传人计算中，在软件中完成干 涉条纹的滤波、去噪，再通过FFT算法将干涉条纹中的频谱信息提取出来，最终显示出其结 果。
[0017] 在实际情况中，干涉条纹通过引入修正因子，可将光源强度表示为：
[0018] I (χ, υ) =B(u)cos(2ji υ χ) (1)
[0019] 对于理想的单色光其产生的干涉条纹如式（1)的光强分布.而对复色光而言，按 叠加原理干涉条纹光强可表示为：
[0020]
[0021] 其中，υ为波数，H(u)为一个常量因子，B(u)为光源的功率谱。所以，干涉光强 分布I (X)和光谱分布B ( υ )是傅里叶变换关系，即：
[0022]
【权利要求】
1. 一种静态固定反射镜干涉仪，其特征在于：所述干涉仪包括分束镜（2)、第一反射镜 (3)、第二反射镜（4)、柱面镜（5)和CCD(6)，所述第一反射镜（3)和第二反射镜（4)的镜面 法线方向相互垂直，所述分束镜（2)设置在第一反射镜（3)和第二反射镜（4)的镜面法线 的交叉点上，所述柱面镜（5)和CCD(6)分别设置在第一反射镜（3)和分束镜（2)连线的下 方。
2. 根据权利要求1所述的静态固定反射镜干涉仪，其特征在于：所述分束镜（2)分别 与第一反射镜（3)和第二反射镜（4)呈45°角设置。
3. 根据权利要求2所述的静态固定反射镜干涉仪，其特征在于：所述分束镜（2)面向 第一反射镜（3)的一面贴设有增透膜（7)。
4. 根据权利要求2所述的静态固定反射镜干涉仪，其特征在于：所述分束镜（2)面向 第二反射镜（4)的一面贴设有半反半透膜（8)。
5. 根据权利要求1-4之一所述的静态固定反射镜干涉仪，其特征在于：所述光源（1) 发出的光束朝向分束镜（2)贴设有增透膜（7)的一面。
【文档编号】G02B17/06GK104142179SQ201410370518
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】卓朝旦 申请人:奉化市宇创产品设计有限公司