[发明专利]一种基于偏振分光器的快照式成像光谱仪与成像方法

摘要

一种基于偏振分光器的快照式成像光谱仪与成像方法属于快照式成像光谱技术领域；该光谱仪在传统成像光谱仪的基础上，在准直镜和微透镜阵列之间设置有偏振分光器一，增加了成像臂光路；在光谱臂光路上，通过设置偏振分光器二，将传统单光路结构改变为平衡光谱臂和非平衡光谱臂的双光路结构；该成像方法，利用平衡光谱臂光电探测器及信号处理部件得到的干涉信号减去非平衡光谱臂光电探测器及信号处理部件得到的干涉信号，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；本发明不仅可以快速地捕捉运动目标的图像和光谱信息，而且可以大幅提高系统的空间分辨率和信噪比，有利于在精细测量领域中应用。

主权项

一种基于偏振分光器的快照式成像光谱仪，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：还包括设置在准直镜（3）和微透镜阵列（4）之间的偏振分光器一（51）、成像臂成像镜（52）和成像臂光电探测器及信号处理部件（53）；设置在微透镜阵列（4）后面的光谱臂半波片一（61）、光谱臂诺马斯基棱镜一（62）、光谱臂半波片二（63）、光谱臂诺马斯基棱镜二（64）、光谱臂半波片三（65）、偏振分光器二（71）、平衡光谱臂成像镜（72）、平衡光谱臂光电探测器及信号处理部件（73）、非平衡光谱臂成像镜（74）和非平衡光谱臂光电探测器及信号处理部件（75）；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）到达偏振分光器一（51），经偏振分光器一（51）后的反射光线经过成像臂成像镜（52）成像到成像臂光电探测器及信号处理部件（53）；经偏振分光器一（51）后的透射光线到达微透镜阵列（4），再依次经过光谱臂半波片一（61）、光谱臂诺马斯基棱镜一（62）、光谱臂半波片二（63）、光谱臂诺马斯基棱镜二（64）、光谱臂半波片三（65）、到达偏振分光器二（71），经偏振分光器二（71）后的透射光线经过平衡光谱臂成像镜（72）后，在平衡光谱臂光电探测器及信号处理部件（73）表面发生干涉；经偏振分光器二（71）后的反射光线经过非平衡光谱臂成像镜（74）后，在非平衡光谱臂光电探测器及信号处理部件（75）表面发生干涉。