一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路的制作方法

1.本发明涉及光学领域，尤其涉及一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路。


背景技术：

2.带阻滤波器(bandstop filters，简称bsf)是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。带阻滤波器对通带内的频率信号呈现较大的阻抗，对通带外(两端)的频率信号则呈现较小的阻抗，这样，通带外的信号可以顺利通过而进入下一级，通带内的信号则会被大幅衰减。
3.在光学领域内，常常会在某些特殊谱段处出现辐射特征峰，而这些辐射特征峰通常是作为光学噪声出现，为了实现良好的目标辐射特性，需对这些辐射特征峰进行噪声抑制，通常使用某一个或几个滤波镜片来实现带阻滤波，但是在某些情况下特殊谱段是会发生变化的，而且可能未知，因此无法使用某一个或几个特定的滤波镜片来实现噪声抑制。
4.上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.为解决上述问题，本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，解决现有技术中缺乏对波长动态可变的光学噪声进行抑制的问题。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
9.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，该光路包括：
10.p1、分光系统，用于将来自于目标的原始图像的光经过分光形成色散光谱，以便照射到数字微反射镜上；
11.p2、滤波组件，用于滤除来自分光系统的色散光谱中的某些光谱谱段，这些光谱谱段的波长范围动态可调节；
12.p3、合束系统，用于接收由滤波组件反射回来的经滤波后的色散光谱，并将色散光谱进行合束，最终在探测面上形成重组图像。
13.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，p1所述的分光系统包括：
14.p11、望远物镜，用于将来自于目标的原始图像的光汇聚到狭缝上；
15.p12、狭缝，用于形成原始图像的某一列的狭缝像；
16.p13、准直镜，将来自狭缝的原始图像的某一列成像在衍射光栅上；
17.p14、衍射光栅1，将原始图像的某一列成像进行色散，形成一维空间维和一维光谱维数据。
18.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，p2所述的滤波组件包括：
19.p21、数字微反射镜，整体由m*n个微镜单元组成二维微镜阵列，每个微镜单元都可以反射入射光，具有
±
10
°
和0
°
两种位置状态；
20.p22、控制单元，控制数字微反射镜中的微镜单元，形成不同位置的微镜单元角度。
21.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，p22所述的控制单元的功能包括：
22.f221、对于不需要带阻的光谱谱段，将微镜单元反射镜稳定在0
°
位置，将入射光反射到合束系统的衍射光栅2上，形成带通反射波，实现二进制的“1”状态；
23.f222、对于需要带阻的光谱谱段，将微镜单元反射镜稳定在
±
10
°
，将入射光反射到合束系统的衍射光栅2以外，形成带阻反射波，实现二进制的“0”状态。
24.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，p2所述的滤波组件可以实现带阻波长动态可调的光学滤波。
25.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，p3所述的合束系统包括：
26.p31、衍射光栅2，用于将来自于目标的数字微反射镜的光进行光谱合束，形成一条狭缝像；
27.p32、成像镜，用于将来自衍射光栅的狭缝像汇聚成像到探测面上，形成重组图像；
28.p33、探测面，用于接收重组图像信息。
29.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，整个系统的工作流程包括：
30.s1、首先通过分光系统的将来自于目标的原始图像，形成狭缝像，并将狭缝像进行光谱色散形成一维空间数据和一维光谱数据；
31.s2、通过滤波组件，将狭缝像的某些特定的光谱色散波长谱段进行截止滤波，这些特定的截止滤波波长谱段可以通过控制单元进行控制调节，实现带阻滤波波长动态可调；
32.s3、通过合束系统将来自于滤波组件的光进行合束，最终成像到探测面上，形成重组图像。
33.(三)有益效果
34.本发明的有益效果是：本发明实施例提供的一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，其滤波组件的核心为数字微反射镜，该数字微反射镜为微镜单元组成的二维微镜阵列，每个微镜单元通过角度调节实现入射光的不同方向反射，达到二进制的“1”和“0”的通过与不通过状态；其后利用合束系统实现二维空间分布平面上的后续光谱重组过程，即实现二维空间平面上不同位置处某一个或多个波长的带阻滤波功能，通过控制数字微反射镜上各微镜单元的反射方向变化，可实现整个二维平面上不同位置处的截止波长范围(包括中心波长位置以及波谱宽度)可调。
附图说明
35.图1为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路系统示意图；
36.图2为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路系统中的分光系统示意图；
37.图3为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路系统中的滤波组件示意图；
38.图4为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路系统中的合束系统示意图；
39.图5为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路系统详细示意图；
40.图6为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路工作原理图；
41.图7为本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路工作流程图；
具体实施方式
42.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
43.本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
44.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，如图1所示，该光路包括：
45.p1、分光系统，用于将来自于目标的原始图像的光经过分光形成色散光谱，以便照射到数字微反射镜上；
46.p2、滤波组件，用于滤除来自分光系统的色散光谱中的某些光谱谱段，这些光谱谱段的波长范围动态可调节；
47.p3、合束系统，用于接收由滤波组件反射回来的经滤波后的色散光谱，并将色散光谱进行合束，最终在探测面上形成重组图像。
48.如图2所示，本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路的分光系统包括：
49.p11、望远物镜，用于将来自于目标的原始图像的光汇聚到狭缝上；
50.p12、狭缝，用于形成原始图像的某一列的狭缝像；
51.p13、准直镜，将来自狭缝的原始图像的某一列成像在衍射光栅上；
52.p14、衍射光栅1，将原始图像的某一列成像进行色散，形成一维空间维和一维光谱维数据。
53.如图3所示，本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路的滤波组件包括：
54.p21、数字微反射镜，整体由m*n个微镜单元组成二维微镜阵列，每个微镜单元都可以反射入射光，具有
±
10
°
和0
°
两种位置状态；
55.p22、控制单元，控制数字微反射镜中的微镜单元，形成不同位置的微镜单元角度。
56.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路的控制单元的功能包括：
57.f221、对于不需要带阻的光谱谱段，将微镜单元反射镜稳定在0
°
位置，将入射光反射到合束系统的衍射光栅2上，形成带通反射波，实现二进制的“1”状态；
58.f222、对于需要带阻的光谱谱段，将微镜单元反射镜稳定在
±
10
°
，将入射光反射到合束系统的衍射光栅2以外，形成带阻反射波，实现二进制的“0”状态。
59.本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路的滤波组件可以实现带阻波长动态可调的光学滤波。
60.如图4所示，本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路的合束系统包括：
61.p31、衍射光栅2，用于将来自于目标的数字微反射镜的光进行光谱合束，形成一条狭缝像；
62.p32、成像镜，用于将来自衍射光栅的狭缝像汇聚成像到探测面上，形成重组图像；
63.p33、探测面，用于接收重组图像信息。
64.如图7所示，本发明提供一种基于数字微反射镜的带阻波长动态可调的光学滤波光路，整个系统的工作流程包括：
65.s1、首先通过分光系统的将来自于目标的原始图像，形成狭缝像，并将狭缝像进行光谱色散形成一维空间数据和一维光谱数据；
66.s2、通过滤波组件，将狭缝像的某些特定的光谱色散波长谱段进行截止滤波，这些特定的截止滤波波长谱段可以通过控制单元进行控制调节，实现带阻滤波波长动态可调；
67.s3、通过合束系统将来自于滤波组件的光进行合束，最终成像到探测面上，形成重组图像。
68.实施例
69.结合图5和图6的系统详细组成和光路工作原理，对本发明的实施例进行说明。
70.如图5所示，本发明的入射光依次通过望远物镜、狭缝、准直镜、衍射光栅1、数字微反射镜、衍射光栅2、成像镜，最终到达探测面上，在数字微反射镜为核心，通过控制单元控制，可实现带阻波长动态可调的光学滤波。
71.对于数字微反射镜，其由微镜单元阵列组成二维平面，衍射光栅1可以在数字微反射镜平面上形成狭缝像的色散光谱图，其信息包括平行于狭缝方向上的一维空间维，以及垂直于狭缝方向上的一维光谱维。
72.控制单元控制数字微反射镜的每个微镜单元的角度，角度包括
±
10
°
和0
°
两种状态，当微镜单元的角度为0
°
时，该微镜单元将入射光反射到衍射光栅2上(如图6所示的带通反射波反射方向)，实现光通过，形成二进制的“1”的通过状态；当微镜单元的角度为
±
10
°
时，该微镜单元将入射光反射到衍射光栅2以外位置处(如图6所示的带阻反射波反射方向)，实现该位置处谱段光的截止，形成二进制的“0”的不通过状态。同时由于数字微反射镜二维空间平面包括一维空间信息和一维光谱信息，通过控制单元调整控制数字微反射镜二维平面上各微镜单元的反射方向变化，可实现数字微反射镜二维空间平面上不同位置处某一个或多个波长的带阻滤波功能，最终实现整个二维平面上不同位置处的截止波长范围
(包括中心波长位置以及波谱宽度)可调。