基于轻型分束器的时空联合调制傅里叶变换成像光谱仪

摘要

基于轻型分束器的时空联合调制傅里叶变换成像光谱仪，涉及对地观测成像光谱仪领域，为解决现有成像光谱仪内部的干涉分光系统体积较大，不便于实现系统的轻量化，且内部含有与空间分辨率有关的狭缝，限制了进入系统的光通量的问题，栅格型分束器系统引入代替了系统中存在分束器和补偿板，具有体积小、重量轻的优点。在实现了系统轻量化的同时，为整体光学系统的设计带来了方便，本发明所述的系统不含有狭缝，与空间调制傅里叶变换成像光谱仪相比大大提高了系统的光通量，统去除了空间调制型傅里叶变换成像光谱仪中的狭缝，在实现高光谱分辨率的同时有效的提高了系统的信噪比。本发明基于迈克尔逊干涉仪结构，大大提高系统的可靠性。

主权项

基于轻型分束器的时空联合调制傅里叶变换成像光谱仪，包括前置成像系统（1）、干涉系统（2）、后置成像系统（3）和焦平面探测器（4），其特征是，所述干涉系统（2）包括栅格型分束器（6）、多级阶梯微反射镜（7）和平面反射镜（5）；目标光束经前置光学成像系统（1）入射至栅格型分束器（6）分成两束光，一束光经栅格型分束器（6）反射至平面反射镜（5）上成像为第一像点，另一束光经栅格型分束器（6）透射至多级阶梯微反射镜（7）某个阶梯面成像为第二像点；所述第一像点和第二像点发出的光分别经栅格型分束器（6）透射和反射后入射至后置成像系统（3）成像，所述焦平面探测器（4）接收成像信息；所述设定多级阶梯微反射镜的阶梯高度为d，在第n个阶梯反射面所对应的视场角范围内，目标物体在第n个阶梯微反射面所成的像与目标物体在第n个阶梯反射面的镜像位置所成的虚像之间的光程差为：δ＝2nd；设定多级阶梯微反射镜的反射面宽度为a，红外成像光谱仪的飞行高度为H，前置成像系统（1）的焦距为f'，则相邻像点间的距离为a，获得相邻目标物体点间的距离为：Δh＝Ha/f'；设定多级阶梯微反射镜（7）的对角线长度为h，前置成像系统（1）的视场角为：$2w=2\arctan \left(\frac{h}{{2f}^{\prime }}\right).$