專利名稱：空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡。
背景技術(shù)：
在國(guó)際上，自90年代以來(lái)，空間調(diào)制干涉光譜成像儀得到了飛速發(fā)展。由于這種新型光譜成像儀具有可靠性好、穩(wěn)定性好、體積小、光譜線性度高、光譜范圍寬，適合在飛機(jī)和衛(wèi)星等飛行器上搭載等優(yōu)點(diǎn)，引起了國(guó)際上廣泛的重視?？臻g調(diào)制干涉光譜成像儀的原理如圖1所示。該光譜成像儀光學(xué)系統(tǒng)由前置鏡1、狹縫2、干涉儀3、富立葉變換鏡4、柱面鏡5和CCD探測(cè)器6等組成。在像面上可得到一維空間圖像和一維空間圖像。
現(xiàn)有的富立葉變換鏡，通常指的是在圖像處理中使用的富立葉變換鏡。其儀僅是針對(duì)單一波長(zhǎng)使用的；即使是多波長(zhǎng)的富立葉變換鏡，其各波長(zhǎng)的像面也是分離的，需調(diào)焦才能使用，無(wú)法適用于空間調(diào)制干涉光譜成像儀。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決了背景技術(shù)僅針對(duì)單一波長(zhǎng)使用，無(wú)法適用于空間調(diào)制干涉光譜成像儀的技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡，包括透鏡，其特殊之處在于所述的透鏡包括多組元正透鏡12和多組元負(fù)透鏡11，所述的多組元正、負(fù)透鏡12、11設(shè)置為近似對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
上述多組元正、負(fù)透鏡12、11的近似對(duì)稱結(jié)構(gòu)可由設(shè)置丁中間的多組元負(fù)透鏡11和分設(shè)于兩側(cè)的多組元正透鏡12構(gòu)成。
上述多組元正透鏡12可由一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)正單透鏡或正膠合透鏡構(gòu)成；上述多組元負(fù)透鏡11的光焦度為負(fù)光焦度，其可由一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)負(fù)單透鏡或負(fù)膠合透鏡構(gòu)成。
上述多組元正透鏡的材質(zhì)和多組元負(fù)透鏡的材質(zhì)相異。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型可針對(duì)多波長(zhǎng)使用，既具有準(zhǔn)直鏡性能，又具有聚焦鏡性能等，尤適用于空間調(diào)制干涉光譜成像儀。


圖1為空間調(diào)制干涉光譜成像儀的原理結(jié)構(gòu)圖；圖2為富立葉變換鏡作準(zhǔn)直鏡的示意圖；圖3為富立葉變換鏡起聚焦鏡作用的示意圖；圖4、5分別為本實(shí)用新型二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意。
具體實(shí)施方式
光譜成像儀中的富立葉變換鏡是寬譜段使用的、具有特殊要求的、高質(zhì)量的光學(xué)系統(tǒng)，是一種多組元透鏡。其技術(shù)要求寬譜段波長(zhǎng)范圍為400～1050nm；寬譜段準(zhǔn)直鏡要求本實(shí)用新型將狹縫2準(zhǔn)直，再經(jīng)柱面鏡5成像在CCD探測(cè)器6上。因此，本實(shí)用新型此時(shí)起準(zhǔn)直鏡作用，即物面在前焦點(diǎn)7上、出射光為平行光，其出瞳8位于其后焦點(diǎn)9上，是一個(gè)物方遠(yuǎn)心系統(tǒng)，見圖2。其應(yīng)滿足空間分辨率的要求。
寬譜段聚焦鏡要求本實(shí)用新型將干涉儀剪切的帶有光程差的兩束光，聚焦在CCD探測(cè)器6上，得到干涉圖。因此，起聚焦鏡的作用，如圖3所示。其入瞳10在富立葉變換鏡4的前焦點(diǎn)7即狹縫2上，因此，是一個(gè)物面位于無(wú)限遠(yuǎn)的、像方遠(yuǎn)心的系統(tǒng)。該物鏡應(yīng)滿足正弦條件，此時(shí)干涉光強(qiáng)的光程差可精確地表達(dá)為Δ＝dsinω＝dx/f′式中Δ--干涉光強(qiáng)的光程差；
d--干涉儀橫向剪切量；ω--相干光束的視場(chǎng)角，其值等于前置鏡的孔徑角；x--譜線位置；f′--傅立葉變換鏡焦距。
本實(shí)用新型是一個(gè)寬波段光學(xué)系統(tǒng)，其倍率色差表征了其各視場(chǎng)不同波長(zhǎng)的主光線在像面的位置差。因此，本實(shí)用新型作聚焦鏡時(shí)，必須矯正倍率色差，以減小同一視場(chǎng)、不同波長(zhǎng)的干涉光強(qiáng)的光程差偏差。
作準(zhǔn)直鏡時(shí)的出瞳直徑本實(shí)用新型作準(zhǔn)直鏡時(shí)，其出瞳8的直徑必須大于或等于CCD探測(cè)器6的外接圓直徑。只有這樣才能保證各視場(chǎng)干涉圖最大光程差的能量。
參見圖4，中間組元的光焦度為負(fù)光焦度，其結(jié)構(gòu)為多個(gè)負(fù)單透鏡。其前焦截距和后焦截距較長(zhǎng)，有足夠的空間放置干涉儀3和柱面鏡5。但該結(jié)構(gòu)的相對(duì)孔徑難于增大。
參見圖5，中間組元的光焦度為負(fù)光焦度，其結(jié)構(gòu)為多個(gè)負(fù)膠合透鏡。其前焦截距和后焦截距與前一種結(jié)構(gòu)相比較短，但該結(jié)構(gòu)有利于增大相對(duì)孔徑。
權(quán)利要求1.一種空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡，包括透鏡，其特征在于所述的透鏡包括多組元正透鏡(12)和多組元負(fù)透鏡(11)，所述的多組元正、負(fù)透鏡(12、11)設(shè)置為近似對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡，其特征在于所述的多組元正、負(fù)透鏡(12、11)的近似對(duì)稱結(jié)構(gòu)由設(shè)置于中間的多組元負(fù)透鏡(11)和分設(shè)于兩側(cè)的多組元正透鏡(12)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡，其特征在于所述的多組元正透鏡(12)由一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)正單透鏡或正膠合透鏡構(gòu)成；所述的多組元負(fù)透鏡(11)的光焦度為負(fù)光焦度，其由一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)負(fù)單透鏡或負(fù)膠合透鏡構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡，其特征在于所述的多組元正透鏡(12)的材質(zhì)和多組元負(fù)透鏡(11)的材質(zhì)相異。
專利摘要一種空間調(diào)制干涉光譜成像儀富立葉變換鏡，包括透鏡，透鏡包括多組元正透鏡和多組元負(fù)透鏡，多組元正、負(fù)透鏡設(shè)置為近似對(duì)稱結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型可針對(duì)多波長(zhǎng)使用，既具有準(zhǔn)直鏡性能，又具有聚焦鏡性能等，尤適用于空間調(diào)制干涉光譜成像儀。
文檔編號(hào)G02B13/00GK2612960SQ0321892
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月21日
發(fā)明者白清蘭, 白加光, 王忠厚 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所