[发明专利]成像光谱仪的线性渐变滤光片检测装置

说明书

成像光谱仪的线性渐变滤光片检测装置，包括白色光源、第一反射镜、第二反射镜、线性渐变滤光片、第三反射镜、光阑组件、第四反射镜、检测模块；白色光源发射基准光，基准光经第一反射镜准直后，反射至第二反射镜，经第二反射镜汇聚后，在线性渐变滤光片的待测表面第一次成像；透射过线性渐变滤光片的基准光经第三反射镜准直后，反射至第四反射镜，经第四反射镜汇聚后，在检测模块上第二次成像并输出单点检测光谱特性；精密位移台调整线性渐变滤光片的位置，实现对线性渐变滤光片的多点扫描测量，得出线性渐变滤光片的光谱特性分布规律。本发明的检测装置更接近于线性渐变滤光片在成像光谱仪中的使用状态，检测结果更加精确。

技术领域

本发明涉及一种光电技术领域，更具体的，涉及一种成像光谱仪的线性渐变滤光片检测装置。

背景技术

线性渐变滤光片(简称LVF)是一种光谱特性随位置线性变化的光学器件。它是采用离子辅助法或离子束溅射法等工艺，通过在基底表面镀制多层厚度变化的膜系而形成的。相比传统的窄带滤光片，LVF具有接近连续的光谱通道，因此采用LVF进行分光可以获得较高的光谱分辨率。LVF的另一个应用领域是光谱成像技术，相比于棱镜和光栅型成像光谱仪，基于LVF的成像光谱仪具有高集成度、高稳定性和高分辨率等特点，其整机结构紧凑，体积小重量轻，同时研发和制造成本较低，具有很好的应用前景。LVF还可用于便携式分光计、光栅二级次光分离/截至、激光反射镜设计等方面和领域。

受镀膜工艺的限制，在LVF的镀膜过程中会引入各种误差，使得成品滤光片与设计特性产生偏差，并且使用环境，如温度、湿度、压力等的变化会造成滤光片特性的改变。若要将其应用于相关方面的设计，就必须对其实际特性进行检测以进行预标定。尤其是在工程项目中，对那些基于LVF的成像光谱仪，需要对LVF镀膜误差有一个定量化的描述手段。

针对滤光片镀膜过程中所产生的误差，目前常用的测试系统如图1所示，由卤钨灯光源20、平行光管21、微动位移平台22、待测滤光片23和FieldSpec 4光谱仪24等组成，在系统光路中，平行光管对钨灯出射光起着准直的作用，使得经平行光管出射的光垂直照射到待测的滤光片表面。在测量过程中，先测出不装夹滤光片情况下，经平行光管出射光的辐照度，然后将滤光片装夹在微动位移平台，调节夹持滤光片的装置使得平行光管出射的光垂直照射到滤光片表面，测得该位置处经过滤光片的透射光辐射照度，经数据处理可得到该位置处的光谱透过率，调节微动位移平台，对待测滤光片样品进行扫描，完成对不同位置处透过率的测量。

但由于测试过程中采用的基准光信号均是经过准直镜准直后，再照射到LVF表面进行检测的，而成像光谱仪中LVF在使用时紧贴在探测器表面，光束是以一定孔径角照射到LVF表面的。因此，采用这种方案对LVF进行光谱特性评估是不严密的。而且，这种用平行光检测LVF的方法，当平行光的光斑较大时，光谱的平均效应就会使所测的样品光谱曲线大大变形，很难对LVF每个区域的光谱特性进行精细的评估。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，提供一种可用于成像光谱仪的线性渐变滤光片检测装置，为LVF的光谱特性提供了一个定量化的评价手段，检测结果可用于LVF的参数校正，为相关系统的设计和标定提供准确的数据指导。同时，也可以为LVF的镀膜加工提供指导性建议，进一步优化改进LVF的镀膜工艺，间接的提高LVF的性能指标。

本发明采用以下技术方案：

成像光谱仪的线性渐变滤光片检测装置，包括白色光源、第一反射镜、第二反射镜、线性渐变滤光片、第三反射镜、光阑组件、第四反射镜、精密位移台、检测模块；

所述白色光源发射基准光，

所述基准光经所述第一反射镜准直，再经第二反射镜汇聚后，在线性渐变滤光片的待测表面第一次成像；

透射过所述线性渐变滤光片的基准光经所述第三反射镜准直，再经第四反射镜汇聚后，在所述检测模块上第二次成像并输出线性渐变滤光片的单点检测光谱特性；