[发明专利]一种基于反射式闪耀光栅的简化双体Sagnac干涉元件

摘要

本发明公开了一种基于反射式闪耀光栅的简化双体Sagnac干涉元件，其特征是两级结构相同的反射式Sagnac干涉单元按相互垂直的方式布局，并以半波片相连，前一级反射式Sagnac干涉单元的输出经过半波片改变偏振方向后作为后一级反射式Sagnac干涉单元的输入，后一级反射式Sagnac干涉单元的输出经偏振片极化和成像透镜系统后在干涉成像面上形成干涉。本发明可以实现宽光谱偏振干涉，能满足白光偏振干涉仪的要求，其体积小、重量轻，尤其适于应用在遥感设备中。

主权项

一种基于反射式闪耀光栅的简化双体Sagnac干涉元件，其特征是：设置所述干涉元件的结构形式为：两级结构相同的反射式Sagnac干涉单元按相互垂直的方式布局，并以半波片(2)相连，所述两级结构相同的反射式Sagnac干涉单元分别是一级干涉单元和二级干涉单元；所述一级干涉单元是由第一反射式闪耀光栅(10)、第二反射式闪耀光栅(12)和第一偏振分光镜(11)构成的竖直平面中的干涉单元；所述二级干涉单元是由第三反射式闪耀光栅(30)、第四反射式闪耀光栅(32)和第二偏振分光镜(31)构成的水平面中的干涉单元；平行的入射光束A通过第一偏振分光镜(11)进入一级干涉单元，一级干涉单元在所述第一偏振分光镜(11)中的出射光经半波片(2)改变偏振方向后通过第二偏振分光镜(31)进入二级干涉单元，二级干涉单元在所述第二偏振分光镜(31)中的出射光在偏振片(4)中极化，再通过透镜系统成像(5)在干涉成像面(6)上形成干涉图样；在所述一级干涉单元中，平行的入射光束A经第一偏振分光镜(11)分束为偏振方向相互垂直的两束线偏振光，分别是反射形成的第一光束和透射形成的第二光束；所述第一光束依次经第一反射式闪耀光栅(10)和第二反射式闪耀光栅(12)反射后沿着与入射光束相反的方向入射到第一偏振分光镜(11)上，并在第一偏振分光镜(11)上反射形成第一光束第一次出射光A11；所述第二光束依次经第二反射式闪耀光栅(12)和第一反射式闪耀光栅(10)反射后透过第一偏振分光镜(11)，形成第二光束第一次出射光A12；所述第一光束第一次出射光A11和第二光束第一次出射光A12透过半波片(2)并将偏振方向旋转45°后入射到二级干涉单元中，并在所述二级干涉单元中经过与一级干涉单元相同的作用形式后，形成四束出射光束；所述四束出射光束分别是由第一光束第一次出射光A11形成的偏振方向相互垂直的第一出射光B11和第二出射光B12，以及由第二光束第一次出射光A12形成的偏振方向相互垂直的第三出射光B21和第四出射光B22；并且第一出射光B11与第三出射光B21偏振方向相同；在所述一级干涉单元中，第一偏振分光镜(11)与入射光束A成45°夹角；所述第一光束在所述第一反射式闪耀光栅(10)上的入射角为22.5°；所述第二光束在所述第二反射式闪耀光栅(12)上的入射角为22.5°，所述二级干涉单元具有与所述一级干涉单元相同的结构形式；所述半波片(2)的快轴设置为与入射光束A的前进方向成22.5°夹角；所述偏振片(4)设置为其透光轴与其入射的偏振方向相互垂直的线偏振光的偏振方向均成45°夹角；第一光束在所述第一反射式闪耀光栅(10)上的入射角为a1、出射角为a2；第一光束在所述第二反射式闪耀光栅(12)上的入射角为b1、出射角为b2；第二光束在所述第二反射式闪耀光栅(12)上的入射角为c1、出射角为c2；第二光束在所述第一反射式闪耀光栅(10)上的入射角为d1、出射角为d2；并有：a＝a2‑a1，b＝b2‑b1，c＝c2‑c1，d＝d2‑d1；设置第一反射式闪耀光栅(10)和第二反射式闪耀光栅(12)的闪耀方向，使得在a、b、c和d之间存在关系式：a＝b＝(‑c)＝(‑d)。