一种双光路探测横向剪切干涉仪及其干涉方法技术

本发明专利技术提供一种双光路探测横向剪切干涉仪，包括分光立方棱镜一、分光立方棱镜二、直角反射棱镜一和直角反射棱镜二；入射光轴和分光立方棱镜一的入射表面垂直且位于分光立方棱镜一入射表面中心；分光立方棱镜二和分光立方棱镜一的分光面位于一平面上，分光立方棱镜二位于分光立方棱镜一透射光线的出射表面与直角反射棱镜一斜边表面之间；直角反射棱镜一斜边表面与分光立方棱镜一的入射表面平行；直角反射棱镜二位于分光立方棱镜二上侧，其斜边表面与分光立方棱镜一反射光线的出射表面平行。本发明专利技术的横向剪切干涉技术具有更高的干涉效率，提高了干涉仪性能，降低了干涉仪对分光膜性能的严苛要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种横向剪切干涉仪，尤其涉及。
技术介绍
传统的横向剪切干涉技术采用萨尼亚克(Sagnac)干涉仪，由两个半五角棱镜组成，调整两个半五角棱镜的相对位置获取不同的剪切量，如图1所示。其分光后一半光能沿入射光路原路返回，一半光能出射到后续光学系统用于干涉成像光谱仪器探测。由于一半光能沿入射光路返回，能量无法充分利用，降低了干涉效率，且该干涉仪对分光膜性能的要求很高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能量利用效率高、干涉效率高的双光路探测横向剪切干涉仪及其干涉方法。本专利技术所提供的一种双光路探测横向剪切干涉仪，其特殊之处在于:包括分光立方棱镜一、分光立方棱镜二、直角反射棱镜一和直角反射棱镜二 ；入射光轴和分光立方棱镜一的入射表面垂直且位于分光立方棱镜一入射表面中心;分光立方棱镜二和分光立方棱镜一的分光面位于一条直线上，分光立方棱镜二位于分光立方棱镜一透射光线的出射表面与直角反射棱镜一斜边表面之间；直角反射棱镜一位于分光立方棱镜二的右侧，其斜边表面与分光立方棱镜一的入射表面平行；直角反射棱镜二位于分光立方棱镜二上侧，其斜边表面与分光立方棱镜一反射光线的出射表面平行。上述的直角反射棱镜一位置可调，通过调节直角反射棱镜一产生横向剪切。分光立方棱镜的尺寸由前置光学系统的出射光束孔径和现场决定，直角反射棱镜尺寸由两个分光立方棱镜尺寸和位置及光束视场角共同决定；本专利技术所提供的双光路探测横向剪切干涉仪的干涉方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:I)光线经前置光学系统收集并准直后，进入第一个分光立方棱镜分光；2)经过第一分光立方棱镜分光后的透射光线经过直角反射棱镜一的两个直角表面分别反射后，进入分光立方棱镜二 ；3)经过第一分光立方棱镜分光后的反射光线经直角反射棱镜二的两个直角反射表面分别反射后，进入分光立方棱镜二 ；4)进入分光立方棱镜二的透射、反射光线进行第二次分光后，形成透射-透射光线、透射-反射光线、反射-透射光线、反射-反射光线；5)透射-反射光线与反射-透射光线形成探测光路一；透射-透射光线与反射-反射光线形成探测光路二。其中透射-透射光线是指光线经分光立方棱镜一形成的透射光线经过直角反射棱镜一的两次反射后进入分光立方棱镜二形成的透射光线；透射-反射光线是指光线经分光立方棱镜一形成的透射光线经过直角反射棱镜一的两次反射后进入分光立方棱镜二形成的反射光线；反射-透射光线是指光线经分光立方棱镜一形成的反射光线经过直角反射棱镜二的两次反射后进入分光立方棱镜二形成的透射光线；反射-反射光线是指光线经分光立方棱镜一形成的反射光线经过直角反射棱镜二的两次反射后进入分光立方棱镜二形成的反射光线。本专利技术的有益效果是:1、本专利技术的横向剪切干涉技术具有更高的干涉效率，提高了干涉仪性能，降低了干涉仪对分光膜性能的严苛要求；2、本专利技术充分利用进入到干涉仪的能量，形成双光路探测，提高干涉仪器的信噪比。【附图说明】图1是萨尼亚克干涉技术的原理图；图2是本专利技术的原理图。【具体实施方式】如图2所示，本专利技术双光路探测横向剪切干涉仪包括两个分光立方棱镜和两个直角反射棱镜，以前置光学系统出射光轴为基准，前置光学系统出射光轴即分光立方棱镜一的入射光轴与分光立方棱镜一 I的入射表面垂直且位于入射表面中心；分光立方棱镜二 2与分光立方棱镜一 I的分光面在一条直线上，分布距离按后续光学系统的分布空间为准；直角反射棱镜一 3位于分光立方棱镜二 2右侧，其斜边表面与分光立方棱镜一 I的入射面平行，通过调节直角反射棱镜一 3产生横向剪切；直角反射棱镜二 4位于分光立方棱镜二 2上侧，其斜边表面与分光立方棱镜一 I反射光线的出射表面平行；后续光学系统位于分光立方棱镜二 2的下侧和分光立方棱镜二 2的左侧，接收具有横向剪切量的相干光线，进行干涉成像光谱探测。其中分光立方棱镜一透射光线的出射表面与直角反射棱镜一斜边表面的下半部相对应；分光立方棱镜二的一个入射表面与直角反射棱镜一斜边表面的上半部相对应；分光立方棱镜一反射光线的出射表面与直角反射棱镜二斜边表面的左半部相对应；分光立方棱镜二的另一个入射表面与直角反射棱镜二斜边表面的右半部相对应。分光立方棱镜的尺寸由前置光学系统的出射光束孔径和现场决定，直角反射棱镜尺寸由两个分光立方棱镜尺寸和位置及光束视场角共同决定。调整一个直角反射棱镜的位置获取不同的剪切量，分光后的光能可以全部利用，形成双光路探测模式，提高干涉成像光谱仪器的性能。本专利技术的双光路探测横向剪切干涉仪是基于分振幅分光原理，共采用两个分光立方棱镜、两个直角反射镜实现。光线经前置光学系统收集并准直后，进入分光立方棱镜一 I分光。分光后的透射光线经过直角反射棱镜一3的两个直角表面分别反射后，进入分光立方棱镜二 2 ;反射光线经直角反射棱镜二 4的两个直角反射表面分别反射后，进入分光立方棱镜二 2。进入分光立方棱镜的透射、反射光线进行第二次分光后，形成透射-透射光线、透射-反射光线、反射-透射光线，反射-反射光线。其中，透射-反射光线与反射-透射光线形成探测光路一；透射-透射光线与反射-反射光线进入光学系统二形成探测光路二。光线的横向剪切量通过上下移动直角反射棱镜一产生和调节。针对现有横向剪切干涉技术干涉效率低的情况，本专利技术的横向剪切干涉仪具有更高的干涉效率，降低了干涉仪对分光膜性能的严苛要求。设分光膜的透过率为t，反射率为r，入射光亮度为I。萨尼亚克干涉仪的干涉亮条纹亮度为=Inax= It2+Ir2+2Itr，暗条纹亮度为=Inin= It2+Ir2_2Itr ;调制度为:P = 2tr/(t2+r2) ( I ;本双光路探测横向剪切干涉仪的干涉亮条纹亮度为:I_= 4Itr，暗条纹亮度为O ;干涉条纹调制度为1，达到调制度的理论最大值。因此，分光膜的分光比t:r严重影响萨尼亚克干涉仪的性能，而对本双光路探测横向剪切干涉仪理论上无影响。本专利技术的双光路探测横向剪切仪在理论上的干涉条纹调制度大于萨尼亚克干涉技术，提高了干涉仪的性能，降低了分光膜的性能要求。【主权项】1.一种双光路探测横向剪切干涉仪，其特征在于:包括分光立方棱镜一、分光立方棱镜二、直角反射棱镜一和直角反射棱镜二； 入射光轴和分光立方棱镜一的入射表面垂直且位于分光立方棱镜一入射表面中心； 分光立方棱镜二和分光立方棱镜一的分光面位于一平面上，分光立方棱镜二位于分光立方棱镜一透射光线的出射表面与直角反射棱镜一斜边表面之间； 直角反射棱镜一斜边表面与分光立方棱镜一的入射表面平行； 直角反射棱镜二位于分光立方棱镜二上侧，其斜边表面与分光立方棱镜一反射光线的出射表面平行。2.一种权利要求1所述的双光路探测横向剪切干涉仪的干涉方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)光线经前置光学系统收集并准直后，进入分光立方棱镜一分光； 2)经分光立方棱镜一分光后的透射光线经过直角反射棱镜一的两个直角表面分别反射后，进入分光立方棱镜二 ； 3)经分光立方棱镜一分光后的反射光线经过直角反射棱镜二的两个直角反射表面分别反射后，进入分光立方棱镜二 ； 4)进入分光立方棱镜二的透射、反射光线进行第二次分光后，形成透射-透射光线、透射-反射光线、反射-透射光线、反射-反射光线； 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双光路探测横向剪切干涉仪，其特征在于：包括分光立方棱镜一、分光立方棱镜二、直角反射棱镜一和直角反射棱镜二；入射光轴和分光立方棱镜一的入射表面垂直且位于分光立方棱镜一入射表面中心；分光立方棱镜二和分光立方棱镜一的分光面位于一平面上，分光立方棱镜二位于分光立方棱镜一透射光线的出射表面与直角反射棱镜一斜边表面之间；直角反射棱镜一斜边表面与分光立方棱镜一的入射表面平行；直角反射棱镜二位于分光立方棱镜二上侧，其斜边表面与分光立方棱镜一反射光线的出射表面平行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹纯博，李立波，白清兰，胡炳樑，刘学斌，孙剑，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61