[发明专利]一种多折面形光栅、高光谱探测装置及方法

说明书

本发明涉及一种多折面形光栅、高光谱探测装置及方法，其中，多折面形光栅包括底板和若干个与所述底板一侧连体设置的凸起；若干个凸起间隔设置，凸起两侧连接的底板上设有遮光面；凸起的表面包括多个平面，多个平面首尾依次连接形成多个折面，显然，所构成的光栅具有多个折面，当利用该多折面形光栅对光进行衍射时，能够分散零级光谱聚集的能量；将该多折面形光栅应用于高光谱探测装置中时，探测装置中的滤波器滤除零级光谱时，避免将大部分的光能量滤除，能够将大部分的光能量用于目标的探测，大大提高了光源的利用率，同时也提高了高光谱探测目标的准确性。

技术领域

本发明涉及高光谱探测领域，特别是涉及一种多折面形光栅、高光谱探测装置及方法。

背景技术

高光谱的特点是提高探测设备的分辨率，普通常用光栅衍射的特点是零级聚集了80％的光能量，但是高光谱探测装置并不需要光栅的零级谱线，普通光栅衍射零级的光全部要通过滤波器过滤掉，因此，普通常用光栅相干高光谱探测设备大幅度降低光源的使用效率。

芬兰人迈克.夫林克曼(Mika Flinkman)在(Transmission filters formingorthogonalbasis for spectral imaging purposes)一文中论述了关于高光谱的特性和成像机理，但并没有实现高光谱与多折面形光栅有机结合设计成相干光探测的多功能探测装备。

为了解决基于普通光栅相干高光谱探测器的光源使用效率低的问题，本发明提供了一种多折面形光栅，以及基于多折面形光栅相干高光谱探测装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种多折面形光栅、高光谱探测装置及方法，其中，多折面形光栅能够分散衍射零级的能量，降低了光栅衍射中零级光谱聚集的能量，减少了滤波器滤除的零级光谱能量，提高了光源能量的利用率，同时也能大大提高高光谱探测装置探测目标的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种多折面形光栅，所述多折面形光栅包括底板和若干个与所述底板一侧连体设置的凸起；若干个所述凸起间隔设置，所述凸起两侧连接的底板上设有遮光面；

所述凸起的表面包括多个平面，所述多个平面首尾依次连接形成多个折面。

可选的，除所述凸起顶端相互连接的两个平面外，其余各平面沿入射光反方向延伸。

可选的，所述凸起表面的多个平面呈轴对称设置。

可选的，与所述遮光面连接的平面与所述遮光面垂直连接。

可选的，所述遮光面为在所述凸起两侧连接的底板上设置的不透光介质膜。

可选的，所述底板为玻璃或石英晶体。

本发明还提供了一种高光谱探测装置，包括激光源、分束器，第一接收器，第一物镜、准直系统透镜单元、第一偏振器、多折面形光栅、第二偏振器、第二物镜、滤波器、第二接收器和信号处理及成像系统；

所述激光源发射的激光经所述分束器分成两路，第一路激光经所述第一接收器接收，再由所述第一接收器经光纤输入到所述信号处理及成像系统，所述信号处理及成像系统得到参考光；第二路激光射向目标，目标反射的光依次经过所述第一物镜、所述准直系统透镜单元、所述第一偏振器、所述多折面形光栅、所述第二偏振器、所述第二物镜、所述滤波器、所述第二接收器，所述第二接收器将接收的光信号经光纤输入到所述信号处理及成像系统，所述信号处理及成像系统得到携带目标信息的光；

所述多折面形光栅用于对目标反射的光进行衍射，分散衍射后零级光谱的能量；

所述信号处理及成像系统用于对所述参考光和所述携带目标信息的光进行相干处理及成像实现目标的探测。