程差將被補(bǔ)償液晶 盒抵消，即獲得了零光程差補(bǔ)償。
[0030] 優(yōu)選地，通過檢偏器的光將產(chǎn)生偏振干涉，其干涉光強(qiáng)為：
[0032] 當(dāng)入射光為多波長的復(fù)色光時(shí)，所述光電探測(cè)器上探測(cè)到的總光強(qiáng)為公式（2)的 積分，即：
[0033]
[0034] 所述公式（3)滿足傅立葉變換規(guī)律，因此獲的入射光譜的變換公式為：
[0035]
[0036] 本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)。
[0037] 下面，以一個(gè)具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的工作原理進(jìn)行示例性的描述。例如，可將 波長為633nm的探測(cè)光依次通過共光軸的起偏器、作用液晶盒、補(bǔ)償液晶盒和檢偏器，最后 到達(dá)光電探測(cè)器。其中，作用液晶盒中的雙折射液晶分子的方向與起偏器起偏方向?yàn)?5 度，該液晶盒加載可變的電壓V t，其為變化區(qū)間為[0, 20]伏特、頻率為1kHz的交流方波電 壓。優(yōu)選地，補(bǔ)償液晶盒中的液晶分子的方向垂直于作用液晶盒。優(yōu)選地，作用液晶盒和補(bǔ) 償液晶盒的厚度相等，例如均為l〇〇um，液晶材料相同，均采用雙折射的向列相液晶，例如， 其〇、e光的折射率差最大為2. 34。優(yōu)選地，補(bǔ)償液晶盒加載的固定電壓為20V，頻率為1kHz 的交流方波電壓。優(yōu)選地，檢偏器的偏振方向垂直于起偏器。改變作用液晶盒的加載電壓， 使〇、e光的折射率差等間隔漸變，獲取光電探測(cè)器上對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)，然后利用公式（4)進(jìn)行 傅立葉變換，即得到探測(cè)光的光譜，其結(jié)果如圖6所示，所獲得的光譜頻率準(zhǔn)確，分辨率為 10. 5nm，增加液晶厚度，該分辨率將提高。
[0038] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0039] (1)與傳統(tǒng)的基于邁克爾尋干涉的傅立葉變換光譜儀相比，本發(fā)明提供的光譜儀 中沒有機(jī)械移動(dòng)，不需要復(fù)雜的機(jī)械控制設(shè)備，因此體積、成本均大幅下降；
[0040] ⑵本發(fā)明提供的光譜儀中所有光學(xué)元件均共光軸，光路非常簡單，因此光譜儀的 系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)，也便于將其集成到其他光學(xué)系統(tǒng)中；
[0041] (3)由于液晶和光電探測(cè)器均具有陣列化的特點(diǎn)，因此本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)思路可 發(fā)展成陣列化的光譜儀，以提高光譜探測(cè)通量或進(jìn)行快速光譜成像。
[0042] 作為本發(fā)明的第二方面，提供了一種傅立葉變換光譜儀的測(cè)試方法，包括：利用起 偏器1將通過其的探測(cè)光變換為線偏振光；使線偏振光通過作用液晶盒2、補(bǔ)償液晶盒3、檢 偏器4和光電探測(cè)器5 ;調(diào)節(jié)作用液晶盒2的加載電壓，從而使光電探測(cè)器5得到不同的光 強(qiáng)；根據(jù)光強(qiáng)進(jìn)行傅立葉變換，從而得到探測(cè)光的光譜。
[0043] 優(yōu)選地，使作用液晶盒2中的雙折射液晶分子的方向與起偏器1的起偏方向的夾 角為45度。
[0044] 優(yōu)選地，使補(bǔ)償液晶盒3中的液晶分子的方向垂直于作用液晶盒2。
[0045] 優(yōu)選地，使檢偏器4的偏振方向垂直于起偏器1。
[0046] 優(yōu)選地，作用液晶盒2的加載電壓為變化區(qū)間為[0, 20]伏特、頻率為1kHz的交流 方波電壓。
[0047] 優(yōu)選地，作用液晶盒2采用雙折射的向列相液晶，通過改變作用液晶盒2的加載電 壓使通過作用液晶盒2的〇光和e光的折射率差等間隔漸變，從而獲取光強(qiáng)。
[0048] 優(yōu)選地，利用補(bǔ)償液晶盒3對(duì)來自作用液晶盒2的〇光和e光進(jìn)行零光程差補(bǔ)償。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種傅立葉變換光譜儀，其特征在于，包括：依次共光軸設(shè)置的起偏器（1)、作用液 晶盒（2)、補(bǔ)償液晶盒（3)、檢偏器（4)、光電探測(cè)器（5)和計(jì)算裝置； 所述作用液晶盒（2)中的雙折射液晶分子的方向與所述起偏器（1)的起偏方向的夾角 為45度；所述作用液晶盒（2)具有可調(diào)節(jié)的加載電壓以使所述光電探測(cè)器（5)獲得不同的 光強(qiáng)； 所述補(bǔ)償液晶盒（3)中的液晶分子的方向垂直于所述作用液晶盒（2); 所述檢偏器（4)的偏振方向垂直于所述起偏器（1); 所述計(jì)算裝置根據(jù)所述光電探測(cè)器（5)獲取的光強(qiáng)進(jìn)行傅立葉變換，從而得到探測(cè)光 的光譜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傅立葉變換光譜儀，其特征在于，所述作用液晶盒（2)和所述 補(bǔ)償液晶盒（3)的厚度相等。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傅立葉變換光譜儀，其特征在于，所述補(bǔ)償液晶盒（3)加載固 定的電壓。4. 一種傅立葉變換光譜儀的測(cè)試方法，其特征在于，包括： 利用起偏器（1)將通過其的探測(cè)光變換為線偏振光； 使所述線偏振光通過作用液晶盒（2)、補(bǔ)償液晶盒（3)、檢偏器（4)和光電探測(cè)器（5); 調(diào)節(jié)所述作用液晶盒（2)的加載電壓，從而使所述光電探測(cè)器（5)得到不同的光強(qiáng)； 根據(jù)所述光強(qiáng)進(jìn)行傅立葉變換，從而得到探測(cè)光的光譜。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，使所述作用液晶盒（2)中的雙折射液 晶分子的方向與所述起偏器（1)的起偏方向的夾角為45度。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，使所述補(bǔ)償液晶盒（3)中的液晶分子 的方向垂直于所述作用液晶盒（2)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，使所述檢偏器（4)的偏振方向垂直于 所述起偏器（1)。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述作用液晶盒（2)的加載電壓為變 化區(qū)間為[〇, 20]伏特、頻率為1kHz的交流方波電壓。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述作用液晶盒（2)采用雙折射的向 列相液晶，通過改變所述作用液晶盒（2)的加載電壓使通過所述作用液晶盒（2)的〇光和 e光的折射率差等間隔漸變，從而獲取所述光強(qiáng)。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其特征在于，利用所述補(bǔ)償液晶盒（3)對(duì)來自所 述作用液晶盒（2)的〇光和e光進(jìn)行零光程差補(bǔ)償。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種傅立葉變換光譜儀及其測(cè)試方法。傅立葉變換光譜儀包括：依次共光軸設(shè)置的起偏器、作用液晶盒、補(bǔ)償液晶盒、檢偏器、光電探測(cè)器和計(jì)算裝置；作用液晶盒中的雙折射液晶分子的方向與起偏器的起偏方向的夾角為45度；作用液晶盒具有可調(diào)節(jié)的加載電壓以使光電探測(cè)器獲得不同的光強(qiáng)；補(bǔ)償液晶盒中的液晶分子的方向垂直于作用液晶盒；檢偏器的偏振方向垂直于起偏器；計(jì)算裝置根據(jù)光電探測(cè)器獲取的光強(qiáng)進(jìn)行傅立葉變換，從而得到探測(cè)光的光譜。本發(fā)明所采用光學(xué)元件均共光軸、體積小，因此實(shí)現(xiàn)的傅立葉變換光譜儀結(jié)構(gòu)緊湊，便于系統(tǒng)集成。
【IPC分類】G01N21/25, G01N21/01
【公開號(hào)】CN105572042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410552658
【發(fā)明人】楊正, 夏良平, 崔鈞, 尹韶云, 杜春雷
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月17日