，所述視場光闌位于準直鏡的前焦平面 上；目標上某一點發(fā)出的光經(jīng)過前置鏡和準直鏡后變?yōu)槠叫泄馊肷涞狡鹌魃?，平行光?jīng) 過起偏器后變?yōu)榫€偏振光進入Savart偏光鏡，線偏振光經(jīng)Savart偏光鏡處理為振動方向 互相垂直且平行于入射方向并具有一定間距的兩束線偏振光；
[0078] 之后，這兩束線偏振光經(jīng)過后1/4波片后變?yōu)閮墒D方向相反的圓偏振光，并 經(jīng)由偏振光柵對改變這兩束圓偏振光之間的間距，再經(jīng)過檢偏器后變?yōu)閮墒叫邢喔晒猓?這兩束平行相干光束經(jīng)過成像鏡后在探測器上相干疊加，所述探測器位于成像鏡的后焦面 上，不同的目標點成像在探測器的不同位置處，最終得到疊加了干涉信息的目標圖像，經(jīng)過 數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)圖像處理，從而復原出目標的光譜信息。
[0079] 進一步的，所述起偏器的偏振化方向在XY平面內(nèi)且與X、Y軸正向成45°。
[0080] 進一步的，所述Savart偏光鏡包括兩塊厚度為t的單軸晶體，第一塊晶體的光軸 在XZ平面內(nèi)且與X、Z軸正向成45° ;第二塊晶體的光軸在YZ平面內(nèi)且與Y、Z軸正向成 45。；
[0081] 線偏振光進入Savart偏光鏡的第一塊晶體后分為〇光和e光；〇光沿原方向傳 播，e光發(fā)生偏折，之后分開的兩束光入射到第二塊晶體；原〇光變?yōu)閑光產(chǎn)生偏折，再經(jīng)過 Savart偏光鏡的后表面偏折后沿平行于入射方向射出；原e光變?yōu)椹柟馄酆笱仄叫杏谌?射方向射出；從而使得線偏振光經(jīng)過Savart偏光鏡后變?yōu)檎駝臃较蚧ハ啻怪鼻移叫杏谌?射方向并具有一定間距的兩束線偏振光。
[0082] 進一步的，所述經(jīng)由偏振光柵對改變這兩束圓偏振光之間的間距包括：
[0083] 偏振光柵對記為偏振光柵PGl與偏振光柵PG2 ;兩束圓偏振光分別右旋偏振光和 左旋偏振光；
[0084] 當右旋偏振光和左旋偏振光經(jīng)過偏振光柵PGl時分別產(chǎn)生+1級衍射和-1級衍 射，不同波長的入射光其衍射角不同；
[0085] 偏振光柵PG2與偏振光柵PGl的刻線密度相同，且刻線方向和刻線平面均與偏振 光柵PGl平行，由于這對平行偏振光柵的作用，光線經(jīng)過偏振光柵PG2衍射后，其出射方向 與入射偏振光柵PGl時的方向相同，從而得到間距隨波長變化的平行光束。
[0086] 需要說明的是，上述成像方法是基于前文所述的外差式偏振干涉成像光譜儀實 現(xiàn)，外差式偏振干涉成像光譜儀的各個參數(shù)及其功能在前文中已經(jīng)有詳細描述，故在這里 不再贅述。
[0087] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范 圍為準。
【主權項】
1. 一種外差式偏振干涉成像光譜儀，其特征在于，包括： 依次設置的前置鏡、準直鏡、起偏器、Savart偏光鏡、1/4波片、偏振光柵對、分析器、成 像鏡、面陣探測器以及數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)； 其中，前置鏡用于將探測目標成像在視場光闌處，所述視場光闌位于準直鏡的前焦平 面上；所述探測器位于成像鏡的后焦面上。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種外差式偏振干涉成像光譜儀，其特征在于，所述起偏器 的偏振化方向在XY平面內(nèi)且與X、Y軸正向成45°。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種外差式偏振干涉成像光譜儀，其特征在于，所述Savart 偏光鏡包括兩塊厚度為t的單軸晶體，第一塊晶體的光軸在XZ平面內(nèi)且與X、Z軸正向成 45° ;第二塊晶體的光軸在YZ平面內(nèi)且與Y、Z軸正向成45°。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種外差式偏振干涉成像光譜儀，其特征在于，所述偏振光 柵對包括兩塊平行的具有相同刻線密度和方向的偏振光柵，所述1/4波片輸出的兩束平行 的左旋偏振光與右旋偏振光經(jīng)過平行的偏振光柵對后產(chǎn)生間距隨波長變化的平行光。5. -種外差式偏振干涉光譜成像方法，其特征在于，基于權利要求1-4任一項所述的 外差式偏振干涉成像光譜儀實現(xiàn)光譜成像，成像過程包括： 利用前置鏡將探測目標成像在視場光闌處，所述視場光闌位于準直鏡的前焦平面上； 目標上某一點發(fā)出的光經(jīng)過前置鏡和準直鏡后變?yōu)槠叫泄馊肷涞狡鹌魃?，平行光?jīng)過起 偏器后變?yōu)榫€偏振光進入Savart偏光鏡，線偏振光經(jīng)Savart偏光鏡處理為振動方向互相 垂直且平行于入射方向并具有一定間距的兩束線偏振光； 之后，這兩束線偏振光經(jīng)過后1/4波片后變?yōu)閮墒D方向相反的圓偏振光，并經(jīng)由 偏振光柵對改變這兩束圓偏振光之間的間距，再經(jīng)過檢偏器后變?yōu)閮墒叫邢喔晒?；這兩 束平行相干光束經(jīng)過成像鏡后在探測器上相干疊加，所述探測器位于成像鏡的后焦面上， 不同的目標點成像在探測器的不同位置處，最終得到疊加了干涉信息的目標圖像，經(jīng)過數(shù) 據(jù)圖像處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)圖像處理，從而復原出目標的光譜信息。6. 根據(jù)權利要求5所述的一種外差式偏振干涉光譜成像方法，其特征在于，所述起偏 器的偏振化方向在XY平面內(nèi)且與X、Y軸正向成45°。7. 根據(jù)權利要求5所述的一種外差式偏振干涉光譜成像方法，其特征在于，所述 Savart偏光鏡包括兩塊厚度為t的單軸晶體，第一塊晶體的光軸在XZ平面內(nèi)且與X、Z軸 正向成45° ;第二塊晶體的光軸在YZ平面內(nèi)且與Y、Z軸正向成45° ; 線偏振光進入Savart偏光鏡的第一塊晶體后分為〇光和e光；〇光沿原方向傳播，e光 發(fā)生偏折，之后分開的兩束光入射到第二塊晶體；原〇光變?yōu)閑光產(chǎn)生偏折，再經(jīng)過Savart 偏光鏡的后表面偏折后沿平行于入射方向射出；原e光變?yōu)椹柟馄酆笱仄叫杏谌肷浞较?射出；從而使得線偏振光經(jīng)過Savart偏光鏡后變?yōu)檎駝臃较蚧ハ啻怪鼻移叫杏谌肷浞较?并具有一定間距的兩束線偏振光。8. 根據(jù)權利要求5所述的一種外差式偏振干涉光譜成像方法，其特征在于，所述經(jīng)由 偏振光柵對改變這兩束圓偏振光之間的間距包括： 偏振光柵對記為偏振光柵PGl與偏振光柵PG2 ;兩束圓偏振光分別右旋偏振光和左旋 偏振光； 當右旋偏振光和左旋偏振光經(jīng)過偏振光柵PGl時分別產(chǎn)生+1級衍射和-1級衍射，不 同波長的入射光其衍射角不同； 偏振光柵PG2與偏振光柵PGl的刻線密度相同，且刻線方向和刻線平面均與偏振光柵PGl平行，由于這對平行偏振光柵的作用，光線經(jīng)過偏振光柵PG2衍射后，其出射方向與入 射偏振光柵PGl時的方向相同，從而得到間距隨波長變化的平行光束。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種外差式偏振干涉光譜成像方法及光譜儀，相關光譜儀包括：依次設置的前置鏡、準直鏡、起偏器、Savart偏光鏡、1/4波片、偏振光柵對、分析器、成像鏡、面陣探測器以及數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)；其中，偏振光柵對使得經(jīng)過Savart偏光鏡后的兩束平行光產(chǎn)生了與波數(shù)相關的橫向剪切量，從而使干涉圖產(chǎn)生了外差的特點，降低了干涉圖的頻率。本發(fā)明通過外差技術，使得干涉圖的零頻對應于光譜圖中的σmin波數(shù)，即，使得原始σmin到σmax的一段的光譜圖移頻到0波數(shù)附近。這樣，如果在保證光譜分辨率不變的情況下，則采樣點數(shù)會降到N＝2(σmax-σmin)/δσ；而若采樣點數(shù)保持不變，則光譜分辨率會提高：分辨率變?yōu)棣摩?σmax-σmin)/σmax。由此可見，本發(fā)明的上述方案可通過較少的干涉圖采樣點數(shù)，實現(xiàn)較高的光譜分辨率。
【IPC分類】G01J3/447, G01J3/45
【公開號】CN105181141
【申請?zhí)枴緾N201510609542
【發(fā)明人】才啟勝, 相里斌, 韓煒, 方煜, 程旺, 譚政
【申請人】中國科學院光電研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月22日