[发明专利]一种差分快照式成像光谱仪与成像方法

权利要求书

1.一种差分快照式成像光谱仪，沿光线传播方向依次设置成像镜（1）、入射光阑（2）、准直镜（3）、微透镜阵列（4），其特征在于：还包括偏振分光器（5）、平衡臂半波片一（61）、平衡臂诺马斯基棱镜一（62）、平衡臂半波片二（63）、平衡臂诺马斯基棱镜二（64）、平衡臂检偏器（65）、平衡臂光电探测器及信号处理部件（66）、非平衡臂半波片一（71）、非平衡臂诺马斯基棱镜一（72）、非平衡臂半波片二（73）、非平衡臂诺马斯基棱镜二（74）、非平衡臂半波片三（75）、非平衡臂检偏器（76）和非平衡臂光电探测器及信号处理部件（77）；

来自目标物的光线经过成像镜（1）汇聚在入射光阑（2）上，再经过准直镜（3）到达微透镜阵列（4），光线经过微透镜阵列（4）后射入偏振分光器（5），光线经过偏振分光器（5）后分成沿原传播方向继续传播的平衡臂光线，和与平衡臂光线垂直的非平衡臂光线，所述的平衡臂光线和非平衡臂光线均为线偏振光；

定义平衡臂光线的传播方向为z轴方向，非平衡臂光线的传播方向为x轴方向，以x轴和z轴方向为基准，按照右手螺旋定则定义y轴方向；沿光线的传播方向看，平衡臂光线的偏振方向沿x轴方向，非平衡臂光线的偏振方向沿y轴方向；

平衡臂光线经过偏振分光器（5）后射入快轴位于xoy平面内并与x轴成22.5°的平衡臂半波片一（61），平衡臂光线经过平衡臂半波片一（61）后，偏振方向变为与x轴y轴均成45°角，再经过平衡臂诺马斯基棱镜一（62）后，分成偏振方向分别沿x轴方向和y轴方向的两束线偏振光，再经过平衡臂半波片二（63）后，偏振方向互换，分别沿y轴和x轴方向，再经过平衡臂诺马斯基棱镜二（64）折射，到达透光轴方向为与x轴y轴均成45°角的平衡臂检偏器（65），此时两束光线的偏振方向均与检偏器的透光轴方向相同，最后到达平衡臂光电探测器及信号处理部件（66）并发生干涉；

非平衡臂光线经过偏振分光器（5）后射入快轴位于yoz平面内并与y轴成22.5°的非平衡臂半波片一（71），非平衡臂光线经过非平衡臂半波片一（71）后，偏振方向变为与y轴z轴均成45°角，再经过非平衡臂诺马斯基棱镜一（72）后，分成偏振方向分别沿y轴方向和z轴方向的两束线偏振光，再经过非平衡臂半波片二（73）后，偏振方向互换，分别沿z轴和y轴方向，再经过非平衡臂诺马斯基棱镜二（74）折射，并经非平衡臂半波片三（75），到达透光轴方向为与y轴z轴均成45°角的非平衡臂检偏器（76），此时两束光线的偏振方向均与检偏器的透光轴方向相同，最后到达非平衡臂光电探测器及信号处理部件（77）并发生干涉。

2.一种基于权利要求1所述的差分快照式成像光谱仪的成像方法，其特征在于：用平衡臂光电探测器及信号处理部件（66）得到的干涉信号减去非平衡臂光电探测器及信号处理部件（77）得到的干涉信号，再经过去直流、切趾、相位校正和傅里叶变换处理，得到目标的图像和光谱信息。