[实用新型]高分辨率反射式高速转镜干涉光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种干涉光谱仪，尤其涉及一种高分辨率反射式高速转镜干涉光谱仪。

背景技术

干涉光谱仪的出现克服了传统的色散型光谱仪(分光棱镜、色散棱镜和衍射光栅等)能量利用率低的缺点，而基于时间调制的傅里叶变换干涉光谱仪继承了传统干涉光谱仪的优点，集多通道(Felleget优点)、高通量(Jacquinot优点)、波数准确度高(Connes优点)及低噪声、测量速度快等一系列优点于一身。它扩展了红外光谱研究领域，近二十年来受到世界各国的广泛关注并得到了快速发展，在工农业生产、科学研究、环境监测、航空航天遥感等领域有着广泛的应用。

传统的傅里叶变换光谱仪通常的扫描速率在0.1～10cms^-1(光程差)，虽然它们能较好的满足多种场合对高分辨率的要求，然而很难满足在不可重复的快速测量方面和调制过程方面的要求。另外在实际的研制过程中，如典型的麦克尔逊干涉仪，会存在诸多问题：①需辅助光路，结构复杂；②稳定性差，环境适应能力和抗干扰能力低；③时间利用率低，仅为50％左右；等等。

针对传统的傅里叶变换光谱仪的缺点，Wadsworth于1997年提出了高速转镜干涉光谱技术方案，这种技术将动镜的直线运动改变为旋转运动，极大地简化了伺服系统；而且旋转动镜由于其旋转的运动性质，较好地克服抖动对测量的影响，可靠性和稳定性显著提高；最为突出的是旋转动镜的转速可高达1000转/s，极大提高了干涉仪的实时性能。然而该技术方案存在着仪器装置体积较大、结构相对复杂等缺点，特别是方案中对立方反射镜的设计和加工制作需要很高的工艺，不仅对立方反射镜的单个镜面面型的平整度、镀膜有很高要求，而且对三个镜面的垂直度、受力分布均匀与否有很高要求；在实际工作中还对立方反射镜的材料和装配、性能稳定性有很高要求；它们都涉及到立方反射镜的实际尺寸和有效口径的关系，以及立方反射镜的光束反射特性，即入射光束和出射光束是否始终严格平行。立方反射镜的光学特性直接关系到仪器的视场角、干涉图的形成、光程差的校正，甚至光谱的复原等。使得实际设计和装配等实现起来相当困难，同时面临长期运行条件下性能稳定和可靠性等方面的挑战。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可提高系统的光谱分辨率、简化系统结构、视场角大的高分辨率反射式高速转镜干涉光谱仪。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种高分辨率反射式高速转镜干涉光谱仪，包括第一旋转动镜以及第二旋转动镜，其特殊之处在于：所述第二旋转动镜是平面镜。

上述第一旋转动镜和第二旋转动镜是平行的。

上述第一旋转动镜和第二旋转动镜是分体式或合体式的。

上述第一旋转动镜和第二旋转动镜是合体式时，所述第一旋转动镜和第二旋转动镜是将两个平面镜固定在一起或者由透明材料的平行两个面上镀以反射膜所形成。

本实用新型的优点是：

1、可提高系统的光谱分辨率。本实用新型用单个平面镜取代高速转镜干涉光谱仪中的立方反射镜，不但没有降低系统原有的技术指标，而且通过调节第一旋转动镜和第二旋转动镜之间的距离，以及改变旋转镜面相对于旋转轴的倾斜角、光束入射到旋转镜面的角度等，可实现在较小的仪器体积下大大增加光程差，从而较大程度上提高系统的光谱分辨率。

2、结构简单，便于加工及操作。本实用新型利用单个平面镜取代高速转镜干涉光谱仪中的立方反射镜，简化了系统结构，降低了系统对工艺的难度要求，同时保留了仪器在测量速度快、高通量、高分辨率等方面的优势。

3、视场角更大。本实用新型由于减少了光束在动镜扫描过程中的反射次数，因而减小了因多次反射形成的光能损失，同时相比背景技术中提及的高速转镜光谱仪，尽管仪器的视场角在理论上两者相等，但实际操作中采用单个平面镜后的视场角比采用存在加工垂直度误差的立方反射镜的光谱仪视场角会更大。

4、便携化和轻量化。本实用新型由于光束随动镜旋转而在平面镜上反射时所需平面镜的尺寸较小，因而可在保证光谱仪较大光程差的条件下大大减小其体积，便于便携化和轻量化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供了一种高分辨率反射式高速转镜干涉光谱仪，包括第一旋转动镜7以及第二旋转动镜5，第二旋转动镜5是平面镜。