[发明专利]一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学仪器领域，尤其是一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法。

背景技术

空间外差光谱仪能在较窄的光谱带宽内获得极高的光谱分辨率，其中干涉仪是空间外差光谱仪中的核心部件。空间外差干涉仪中两臂光栅倾角的不对称性是由前置各棱镜角度制造误差、光学不均匀性等引起的。

由于空间外差干涉仪两臂光栅倾角直接决定了干涉仪的光谱范围Δλ和光谱分辨率δλ，当胶合过程中两臂光栅倾角不在理论计算值胶合固化时，都会在一定程度上损失干涉仪的光谱范围或光谱分辨率，使光谱仪达不到设计指标。因此，空间外差干涉仪的核心技术是使实际胶合检测到的两臂光栅倾角尽可能的接近理论设计值。

空间外差干涉仪的传统胶合方法主要依赖于各光学元件自身的加工精度和装配经验，系统精度难以控制，同时为了探测信息的实时和准确性，也需要能够实时地检测干涉图像。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法，以解决现有技术中空间外差干涉仪两臂光栅倾角难以准确控制的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法，将待胶合的空间外差干涉仪两臂端的光栅放置于透明平台上，所述空间外差干涉仪的一个臂端光栅的光轴为水平方向，另一臂端光栅的光轴为竖直方向，所述透明平台为L形平台，所述空间外差干涉仪光轴为水平方向的臂端的光栅放置于透明平台呈大地水平状态的台面上，光轴沿竖直方向的臂端的光栅靠在所述L形透明平台的侧壁上，所述空间外差干涉仪两臂端的光栅倾角可调，设置有激光器、积分球、准直系统，所述激光器对准积分球入光口，所述积分球、准直系统的光轴与所述空间外差干涉仪光轴为竖直方向臂端光栅的光轴重合，还设置有与计算机连接的CCD、成像系统，所述CCD、成像系统的光轴与所述空间外差干涉仪光轴呈水平方向的臂端光栅的光轴重合；其特征在于：包括以下步骤：

(1)在待胶合的空间外差干涉仪两臂端光栅的胶合面上均匀的涂覆光学胶；

(2)控制激光器向积分球发出激光，激光器输出的激光经积分球漫反射后形成均匀面光源，再经准直系统中的准直光路准之后，形成平行光出射，所述平行光入射至待胶合的空间外差干涉仪，被空间外差干涉仪内部的分束器分束至空间外差干涉仪两臂端的光栅上，最后从空间外差干涉仪的出射端出射；

(3)待胶合的空间外差干涉仪出射端的出射光经成像系统之后形成干涉条纹，控制CCD接收光学干涉条纹，并在CCD连接的计算机的显示屏上实时显示出干涉条纹；

(4)进行理论计算，在波数为σ的单色激光入射的情况下，在所述CCD整幅像面宽度w上，所形成的干涉条纹数f_x的理论值从如下计算公式得到：

f_x＝2σsinγ·w≈4(σ-σ₀)tanθ_l·w

其中，σ为入射光波数，σ₀为系统littrow波数即系统基频，θ_l为系统littrow入射角，γ为光束出射角相差角度。

(5)控制空间外差干涉仪两臂端，使空间外差干涉仪两臂端尚未胶合固化的光栅分别作微量的倾角偏移，在计算机中读取此时CCD整幅像面上的干涉条纹数f，继续调整直空间外差干涉仪两臂端光栅的倾角，直到干涉条纹数f变化到步骤(4)计算得到的理论值f_x时，停止调节，并使两光栅定位；

(6)固化空间外差干涉仪两臂端光栅上的光学胶。

所述的一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法，其特征在于：所述的积分球是具有高漫反射性内壁的空心球体，将所述激光器出射光进行漫反射；所述CCD接受面列像元呈大地垂直状态，所述CCD的行像元呈大地水平状态。

所述的一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法，其特征在于：所述的光学胶为紫外光敏胶，所述步骤(6)采用紫外光照射对空间外差干涉仪两臂端光栅上涂覆的光学胶进行固化。

所述的一种空间外差干涉仪光栅的胶合检测方法，其特征在于：所述的激光器为可调谐激光器。

本发明中，空间外差干涉仪littrow波数σ₀，littrow波长λ₀，光谱分辨能力R₀及光谱分辨率δλ满足下列条件：

σ₀＝1/λ₀，R₀＝λ₀/δλ