[发明专利]傅立叶光谱仪中平面动镜倾斜角的大范围测角方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学测量技术，具体指傅立叶光谱仪中平面动镜倾斜角的大范围测角方法，它适用于傅立叶光谱仪中平面镜结构动镜的倾斜角测量。

背景技术

傅里叶变换光谱仪具有多通道，高光通量，高光谱分辨率以及高光谱准确度等优点。作为高精密仪器，其性能受到很多因素的制约。采用平面镜结构的动镜式傅立叶光谱仪，动镜运动的准直性就是其主要制约因素之一。理论分析表明动镜倾角会显著降低光谱品质(参见《干涉光谱仪动镜倾斜误差容限分析》，相里斌等，光子学报，1997，26(2)：132-135)，为了达到理想的准直效果，需要引入动态校准系统对动镜倾斜予以实时校准。同时加入动态校准技术可以克服仪器震动和温度变化对光学器件变形带来的影响。高精密和大范围测角技术则是动态校准系统的关键技术环节。

为了实现高精密和大范围动镜倾角测量，需要引入参考激光光路。图2为一种傅里叶光谱仪参考激光光路的示意图，其中参考激光1经过线偏振片2被分束器3分为近似等光强的两束。光束A经过动镜4反射以后仍然是线偏振光，光束B在被定镜6反射前后共两次经过1/8波片5变为圆偏振光。光束A和光束B经分束器3和束后经过渥拉斯顿棱镜或偏振分束器7，将x和y偏振方向的光分开，分别打在两个具有五元探测单元的第一探测器8、第二探测器9上。两个探测器的中心单元用作动镜的速度控制，边缘四个探测单元用作动镜倾角检测。在动镜完全准直的情况下，激光参考干涉信号在接收面上的强度均匀分布，即接收面各个位置接收到的光信号在相位上没有延迟。第一探测器8上的各探测元的信号均与探测元a的光强I_a相同，第二探测器9上的各探测元信号均与探测元a’的光强I_a′相同，I_a和I_a′随动镜位移的变化关系为：

Ia(t)=Ifa+Ima+2IfaImacos(4πλx(t))---(1)]]>