[发明专利]一种凹面体全息光栅

说明书

技术领域

本发明涉及光谱成像领域，具体涉及一种凹面体全息光栅。

背景技术

传统的体全息光栅前表面为平面,由于入射光有一定的发散角，那么入射光的不同角谱成分的入射角不同，根据体全息光栅的特性可知，不同入射角对应的衍射光中心波长不同，这不仅会使得体全息光栅的滤波中心波长发生偏移，使滤波曲线的半高宽增宽，还会造成像面的色模糊问题更加严重。传统的方式通常要使用与体光栅严格匹配的光束变化系统，严格限制视场角到0.1°以下，这样的光束变换系统设计和制作难度较大，造价昂贵，体积庞大，并且对实际应用需要较大的视场角的要求相矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凹面体全息光栅，解决传统的体全息光栅在面对具有较大发散角的入射光时严重的色模糊和中心波长漂移问题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案实现：一种凹面体全息光栅，包括光栅，所述光栅为体全息光栅，所述体全息光栅的上表面设有凹面。

进一步地，作为优选方案，所述凹面为半球面。

进一步地，作为优选方案，所述凹面为弧形的凹槽。

进一步地，作为优选方案，所述凹槽纵切得到的曲线满足如下条件：

(n-1)arctanf′(x)-arctanx-af(x)-b+arctanab=0]]>

其中，x轴为与曲线的最低点相切的坐标轴，y轴为垂直于光栅底面的坐标轴，f(x)表示曲线方程，f'(x)为f(x)的一阶导数，n是光栅介质折射率，a、b分别为光源的横坐标、纵坐标。

进一步地，作为优选方案，所述凹面的最低点到光栅的底面的距离d满足如下条件：

d=ΛcotθB·λΔλ]]>

其中，Λ为光栅周期，θ_B为布拉格角，λ为入射光波长，Δλ为波长选择性曲线的半高全宽。

进一步地，作为优选方案，所述凹面的最低点到光栅上沿的竖直距离为凹面的最低点到光栅底面的距离d的1.1～1.5倍。

进一步地，作为优选方案，所述凹槽的两侧上沿与光栅的侧面齐平。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过对传统的平面体全息光栅进行改造，设计了特殊的凹面结构，使不同角度的入射光进入体全息光栅后，得到的折射光线为平行光束，从而使入射光在射入体全息光栅前，无需进行平行光处理，降低了对入射光线的角度要求，省去了平行光处理环节，降低了装置的复杂程度。

(2)将本发明运用到光谱成像系统中，能够避免不同角度的入射光造成体全息光栅的滤波中心波长发生偏移，进而避免滤波曲线的半高宽增宽，防止像面的色模糊问题加重。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为不同角度入射光在本发明中进行折射的示意图。

图中附图标记对应的名称为：

1、光栅，2、凹面。