[发明专利]一种双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪

权利要求书

1.一种双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪，其特征在于：包括前置光学系统(1)、准直系统(2)、干涉系统(3)、后置成像系统(4)，前置光学系统(1)接收闪电光源的入射光线并将其进行汇聚，准直系统(2)对汇聚光束进行准直，干涉系统(3)将准直光束分光形成干涉条纹图样，后置成像系统(4)将干涉图样进行成像；

所述干涉系统(3)包括双阶梯光栅模块和分束器(10)，分束器(10)放置于两垂直光轴的焦点处，将入射光束处理为两束传播方向垂直且强度相同的相干光；双阶梯光栅模块包括分别固定设置于两臂末端的第一双阶梯光栅(9)和第二双阶梯光栅(11)，第一双阶梯光栅(9)和第二双阶梯光栅(11 )均由两个子光栅在光栅平面内沿垂直刻线的方向，进行拼接而成，拼接处位于光轴的中心，每个双阶梯光栅的两个子光栅与光轴均具有不同的夹角θ₁和θ₂，且系统双臂端的双阶梯光栅模块中的两个子光栅一一对应，在对应的双阶梯光栅模块中的空间区域位置完全相同；双阶梯光栅模块使分离的两束相干光发生衍射，后返回分束器(10)重新汇合发生干涉，在光栅面位置形成定域干涉条纹。

2.根据权利要求1所述的双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪，其特征在于：所述后置成像系统(4)包括位于分束器下方且以光轴为中心对称依次向下设置的前置透镜(12)、滤光片(13)、后置透镜(14)和成像探测器(15)；所述滤光片(13)由两块透射率不同但大小、形状相同的滤光片拼接而成，用于透过不同波长的相干光。

3.根据权利要求1所述的双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪，其特征在于：每个子光栅的宽度、厚度及刻线密度均相同。

4.根据权利要求2所述的双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪，其特征在于：后置成像系统(4)将干涉条纹图样成像于成像探测器(15)上，对被记录的干涉图像进行傅里叶变换，还原出被测目标的光谱信息。

5.根据权利要求1所述的双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪，其特征在于：所述前置光学系统(1)包括以光轴为对称中心、依次放置的汇聚透镜(5)、放大透镜(6)；所述准直系统(2)包括以光轴为对称中心、依次放置的光阑(7)和准直透镜(8)。

6.根据权利要求4所述的双波段高光谱分辨率闪电高速成像仪，其特征在于：还原出的光谱信息包含两段波段范围不同的光谱，光谱范围分别为：

其中，Δσ₁和Δσ₂分别是两段可探测光谱波数的范围在二维傅里叶变换干涉图下的表达式；N为探测器光谱维像素数，W为光栅宽度。