[发明专利]一种基于光栅-空间光分束阵列的分光模块

说明书

本发明提出一种基于光栅‑空间光分束阵列的分光模块，包括至少一组空间光调制结构，该空间光调制结构包括对脉冲信息进行色散的光栅、对色散后的光进行空间调制的准直镜和空间光分束阵列；空间光分束阵列包括至少一组承载组件，每组承载组件至少包括一块平行平板，每块平行平板的表面的至少固定一组波前分割组件，每组波前分割组件包括两个波前分割件，波前分割件具有反射斜面，每组波前分割组件中两块反射斜面相对布置。实现了控制成本和提高能量利用率的目的，并且能够较好的平衡各波段能量一致性。

技术领域

本发明属于光谱成像系统领域，具体涉及一种基于光栅-空间光分束阵列的分光模块。

背景技术

成像光谱仪可同时获取目标的二维空间信息和一维光谱信息，广泛应用于物质成分分析、军事侦察、资源勘查、环境监测、天文观察、医疗实验等领域。

传统的成像光谱仪由于其分光模块存在狭缝及透射元件导致有效能量利用过低、像谱分离及光谱还原步骤繁琐等缺点，导致难以应用于荧光、拉曼等弱信号超快物质分析领域。

目前，超快物质分析领域中的分光模块主要利用如图1所示的二元衍射元件(Diffractive Optical Elements)技术，整个系统为4f系统，线性啁啾脉冲入射到图像版，经傅里叶透镜在焦平面处放置二元衍射元件及带通滤波片，最终经成像系统成像于图像传感器上，实现多分幅成像，具有高分幅数、高时间分辨率等特点。但是其核心二元衍射元件制作难度大、成本高，并且由于二元衍射元件的衍射效率及光学元件透射效率等因素降低能量利用率，并且还存在各波段能量一致性差的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于光栅-空间光分束阵列的分光模块，实现了控制成本和提高能量利用率的目的，并且能够较好的平衡各波段能量一致性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于光栅-空间光分束阵列的分光模块，携带信息的入射脉冲，经准直后入射到分光模块分光，在图像传感器上成像，所述分光模块包括至少一组空间光调制结构，该空间光调制结构包括对脉冲信息进行色散的光栅、对色散后的光进行空间调制的准直镜和空间光分束阵列；所述空间光分束阵列包括至少一组承载组件，所述每组承载组件至少包括一块平行平板，每块平行平板的表面的至少固定一组波前分割组件，所述每组波前分割组件包括两个波前分割件，所述波前分割件具有反射斜面，每组波前分割组件中两块反射斜面相对布置，使入射光经反射后，按平行于入射方向的反方向出射。

可选的，所述承载组件多块平行平板厚度不同，并且按平行平板厚度递增排列。

可选的，所述分光模块包括两组由光栅、准直镜和空间光分束阵列组成的空间光调制结构。

可选的，所述两组分光模块中的空间调制结构的承载组件正交。

可选的，第一组分光模块的空间分束阵列的平行平板的个数等于下一级光路中的第二组分光模块中的空间分束阵列的承载组件的个数。

可选的，所述两组分光模块的空间调制结构的承载组件相同，每组承载组件上的波前分割组件也相同，每组承载组件的平行平板的递增方向相同。

可选的，所述分光模块包括一组光栅、准直镜和空间光分束阵列组成的空间调制结构以及一组及至少一组具有空间光调制功能的反射镜组。

可选的，所述分光模块中的准直镜为柱面镜。

可选的，所述分光模块中的光栅、准直镜、空间光分束阵列构成4f系统。

可选的，所述不同组波前分割组件的两个分割件的间隔距离不同。

可选的，所述分光模块中的光栅为平面闪耀光栅。