[发明专利]一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪

权利要求书

1.一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，包括前置准直物镜（1）、立方角反射镜、分束器（2）、后置成像物镜（6）、探测器（7）以及控制与处理模块（8），其中，

所述前置准直物镜（1）放置在目标的前方，将目标的辐射光束转换成平行光束，分束器（2）放置在前置准直物镜（1）后方的光路中，分束器（2）与平行光束成45°角；

所述立方角反射镜有两个，分别定义为第一立方角反射镜（4）和第二立方角反射镜（5），其中，第一立方角反射镜（4）放置在分束器（2）的反射光路中，第一立方角反射镜（4）的对角线穿过分束器（2）的对称中心，且与分束器（2）成45°角；第二立方角反射镜（5）位于分束器（2）的透射光路中，第二立方角反射镜（5）和第一立方角反射镜（4）相对于分束器（2）呈对称分布；第一立方角反射镜（4）和第二立方角反射镜（5）组成立方角反射镜组；

所述分束器（2）与立方角反射镜组以分束器（2）的对称中心作为中心点相对转动，用于改变从分束器（2）透射和折射的两路光束的光程差；

所述后置成像物镜（6）为傅里叶变换透镜，放置在与第一立方体反射镜相对一侧的分束器（2）的光路中，用于将从分束器（2）透射和折射的两路光束进行干涉成像；

所述探测器（7）放置在后置成像物镜（6）的焦平面上，用于接收在此焦平面上形成的像面干涉图；

所述控制与处理模块（8）与探测器（7）相连，一方面控制探测器（7）的采样频率，使探测器（7）的采样频率q关系满足： 其中ω为分束器（2）与立方角反射镜组的相对转动速度，s为探测器（7）像元的大小，f′ 为后置成像物镜（6）的焦距，α为分束器（2）与立方角反射镜组之间相对转过的角度；控制与处理模块（8）另一方面对探测器（7）接收的像面干涉图进行存储和数据处理，从而得到目标的光谱数据立方体。

2.如权利要求1所述的一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，还包括转动平移装置，用来驱动整个干涉成像光谱仪旋转，由此改变成像装置的扫描窗口。

3.如权利要求1所述的一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，还包括放置在前置准直物镜（1）前的摆镜，摆镜将目标辐射光束反射到前置准直物镜（1）上，并通过摆镜的旋转改变光学系统入瞳视场，由此改变成像装置的扫描窗口。

4.如权利要求1所述的一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，所述前置准直物镜（1）由两个离轴抛物面反射镜组成，分别定义为第一离轴抛物面反射镜和第二离轴抛物面反射镜，其中第二离轴抛物面反射镜的物方焦点与第一离轴抛物面反射镜的像面位置重合；第一离轴抛物面反射面将目标辐射的光束反射到第二离轴抛物面反射镜，经其准直后反射到分束器（2）上。

5.如权利要求1所述的一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，所述后置成像物镜（6）采用离轴抛物面发射镜，对分束器（2）的后反射面的折射光和投射光进行聚焦成像，并将所成的像反射到探测器（7）上。

6.如权利要求1所述的一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，还包括旋转平台（3），旋转平台（3）的控制端口与控制与处理模块相连，控制与处理模块控制旋转平台（3）的转动；所述分束器（2）安装在旋转平台（3）上，在旋转平台（3）的带动下，分束器（2）绕其对称中心相对于立方角反射镜组转动。 

7.如权利要求1所述的一种旋转式傅里叶变换干涉成像光谱仪，其特征在于，还包括旋转平台（3），旋转平台（3）的控制端口与控制与处理模块相连，控制与处理模块控制旋转平台（3）的转动；所述立方角反射镜组安装在旋转平台（3）上，在旋转平台（3）的带动下，立方角反射镜组绕分束器（2）的对称中心相对于分束器（2）转动。