空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜的制作方法

专利名称：空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜。
背景技术：
在国际上，自90年代以来，空间调制干涉光谱成像仪得到了飞速发展。由于这种新型光谱成像仪具有可靠性好、稳定性好、体积小、光谱线性度高、光谱范围宽，适合在飞机和卫星等飞行器上搭载等优点，引起了国际上广泛的重视。空间调制干涉光谱成像仪的原理如图1所示。该光谱成像仪光学系统由前置镜1、狭缝2、干涉仪3、富立叶变换镜4、柱面镜5和CCD探测器6等组成。在像面上可得到一维空间图像和一维空间图像。
现有的富立叶变换镜，通常指的是在图像处理中使用的富立叶变换镜。其仪仅是针对单一波长使用的；即使是多波长的富立叶变换镜，其各波长的像面也是分离的，需调焦才能使用，无法适用于空间调制干涉光谱成像仪。
实用新型内容本实用新型解决了背景技术仅针对单一波长使用，无法适用于空间调制干涉光谱成像仪的技术问题。
本实用新型的技术解决方案是一种空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜，包括透镜，其特殊之处在于所述的透镜包括多组元正透镜12和多组元负透镜11，所述的多组元正、负透镜12、11设置为近似对称结构。
上述多组元正、负透镜12、11的近似对称结构可由设置丁中间的多组元负透镜11和分设于两侧的多组元正透镜12构成。
上述多组元正透镜12可由一个、两个或多个正单透镜或正胶合透镜构成；上述多组元负透镜11的光焦度为负光焦度，其可由一个、两个或多个负单透镜或负胶合透镜构成。
上述多组元正透镜的材质和多组元负透镜的材质相异。
本实用新型具有以下优点本实用新型可针对多波长使用，既具有准直镜性能，又具有聚焦镜性能等，尤适用于空间调制干涉光谱成像仪。


图1为空间调制干涉光谱成像仪的原理结构图；图2为富立叶变换镜作准直镜的示意图；图3为富立叶变换镜起聚焦镜作用的示意图；图4、5分别为本实用新型二实施例的结构示意。
具体实施方式
光谱成像仪中的富立叶变换镜是宽谱段使用的、具有特殊要求的、高质量的光学系统，是一种多组元透镜。其技术要求宽谱段波长范围为400～1050nm；宽谱段准直镜要求本实用新型将狭缝2准直，再经柱面镜5成像在CCD探测器6上。因此，本实用新型此时起准直镜作用，即物面在前焦点7上、出射光为平行光，其出瞳8位于其后焦点9上，是一个物方远心系统，见图2。其应满足空间分辨率的要求。
宽谱段聚焦镜要求本实用新型将干涉仪剪切的带有光程差的两束光，聚焦在CCD探测器6上，得到干涉图。因此，起聚焦镜的作用，如图3所示。其入瞳10在富立叶变换镜4的前焦点7即狭缝2上，因此，是一个物面位于无限远的、像方远心的系统。该物镜应满足正弦条件，此时干涉光强的光程差可精确地表达为Δ＝dsinω＝dx/f′式中Δ--干涉光强的光程差；
d--干涉仪横向剪切量；ω--相干光束的视场角，其值等于前置镜的孔径角；x--谱线位置；f′--傅立叶变换镜焦距。
本实用新型是一个宽波段光学系统，其倍率色差表征了其各视场不同波长的主光线在像面的位置差。因此，本实用新型作聚焦镜时，必须矫正倍率色差，以减小同一视场、不同波长的干涉光强的光程差偏差。
作准直镜时的出瞳直径本实用新型作准直镜时，其出瞳8的直径必须大于或等于CCD探测器6的外接圆直径。只有这样才能保证各视场干涉图最大光程差的能量。
参见图4，中间组元的光焦度为负光焦度，其结构为多个负单透镜。其前焦截距和后焦截距较长，有足够的空间放置干涉仪3和柱面镜5。但该结构的相对孔径难于增大。
参见图5，中间组元的光焦度为负光焦度，其结构为多个负胶合透镜。其前焦截距和后焦截距与前一种结构相比较短，但该结构有利于增大相对孔径。
权利要求1.一种空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜，包括透镜，其特征在于所述的透镜包括多组元正透镜(12)和多组元负透镜(11)，所述的多组元正、负透镜(12、11)设置为近似对称结构。
2.如权利要求1所述的空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜，其特征在于所述的多组元正、负透镜(12、11)的近似对称结构由设置于中间的多组元负透镜(11)和分设于两侧的多组元正透镜(12)构成。
3.如权利要求1或2所述的空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜，其特征在于所述的多组元正透镜(12)由一个、两个或多个正单透镜或正胶合透镜构成；所述的多组元负透镜(11)的光焦度为负光焦度，其由一个、两个或多个负单透镜或负胶合透镜构成。
4.如权利要求3所述的空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜，其特征在于所述的多组元正透镜(12)的材质和多组元负透镜(11)的材质相异。
专利摘要一种空间调制干涉光谱成像仪富立叶变换镜，包括透镜，透镜包括多组元正透镜和多组元负透镜，多组元正、负透镜设置为近似对称结构。本实用新型可针对多波长使用，既具有准直镜性能，又具有聚焦镜性能等，尤适用于空间调制干涉光谱成像仪。
文档编号G02B13/00GK2612960SQ0321892
公开日2004年4月21日 申请日期2003年5月21日 优先权日2003年5月21日
发明者白清兰, 白加光, 王忠厚 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所