[发明专利]全反射式高分辨率大视场傅立叶变换成像光谱仪的光路结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种全反射式高分辨率大视场傅立叶变换成像光谱仪的光路结构，属于对地观测领域中成像光谱仪的技术范畴；特别涉及高分辨率大视场的成像光谱仪技术。

背景技术

傅立叶变换成像光谱仪(Fourier Transform Imaging Spectrometer)属于一种成像型干涉仪(Imaging Interferometer)。与传统的色散型成像光谱仪相比较，傅立叶变换成像光谱仪具有输入光通量大、光谱分辨率高的特点，因此特别适合于航空航天对地观测领域中的高光谱成像(Hyper Spectral Imaging)。从光学原理上看，傅立叶变换成像光谱仪可以划分为时间调制(Temporarily Modulated)干涉成像光谱仪和空间调制(Spatially Modulated)干涉成像光谱仪两大类。前者以依靠动镜扫描的迈克尔逊(Michelson)傅立叶变换成像光谱仪为代表；后者的典型代表主要有采用Sagnac分束结构或其变体的傅立叶变换成像光谱仪、双折射晶体分束式即偏振干涉式傅立叶变换成像光谱仪，等等。由于时间调制干涉成像光谱仪在光谱测量时对测量平台的振动很敏感，为实现高精度光谱图像测量，则需要很好的稳定机构和高精度机械扫描机构。因此空间调制干涉成像光谱仪成为目前高分辨率傅立叶变换成像光谱仪的主要发展方向。

现有的空间调制成像光谱仪大都采用透反式或透射式的分束干涉结构；其透射光学材料必将带来光谱范围有限、光能损失较大、光学系统色差等问题。全反射式的成像光谱仪在原理上可以避免上述问题，因此发展全反射式的傅立叶变换成像光谱仪有实际意义。

在国际专利方面，美国专利US4523846[8]和US5777736[9]分别介绍了采用Sagnac分束结构的干涉型成像光谱仪，二者都包含透反式或透射式光学部件；美国专利US5260767[10]虽然介绍了一种全反射式成像光谱仪，但它采用的是色散型分光结构，不属于傅立叶变换成像光谱仪的类型。

在国内专利方面，中国专利No.99115952[11]和No.99256131[12]分别介绍了采用Sagnac分束结构的干涉型成像光谱仪；No.01213109[13]、No.01213108[14]以及No.99256129[15]分别介绍了采用偏振型器件的干涉型成像光谱仪。虽然我们在中国专利200510055609.X中曾经提出过采用菲聂耳双面镜的全反射式傅立叶变换成像光谱仪，但是尚未涉及高分辨率、大视场的全反射式傅立叶变换成像光谱仪的实现方法。因此，本发明提出一种全反射式高分辨率大视场的傅立叶变换成像光谱仪的光路结构。

                            参考文献

[1]吴文敏，廖宁放，基于菲涅尔双面镜的全反射成像光谱技术研究，光学技术，v32，n3，p431-433，2006.。

[2]R.G.Sellar，J.B.Rafert，The effects of aberrations on spatially modulated Fourier transformspec-trometers.Opt.Engng.，1994，33(16)：3087～3092.

[3]R.G.ellar，J.B.Rafert，Fourier transform imaging spectrometer with a single toroidal optic.Appl.Opt.，1995，34(16)：2931～2933.

[4]J.B.Rafert，R.G.Sellar，J.H.Blatt，Monolithic Fourier transform imaging spectrometer.Appl.Opt.，1995，34(31)：7228～7230.

[5]P.D.Hammer，F.P.J.Valero，D.L.Peterson，An imaging interferometer for terrestrial remotesensing.Proc.SPIE，1993，1937：244～255.

[6]W.H.Smith，P.D.Hammer，Digital array scanned interferometer：sensors and results.Appl.Opt.，1996，35(16)：2902～2909.