一种分光干涉仪及其成像光路制造技术

本发明专利技术公开了一种分光干涉仪及其成像光路，成像光路包括：第一镜片组用于接收成像光束，并对成像光束进行准直形成第一准直光束，色散元件用于展开准直光束形成色散光束，第二镜片组用于对色散光束进行聚焦形成第一聚焦光束，第三镜片组用于对第一聚焦光束进行准直形成第二准直光束，扫描镜用于扫描第二准直光束形成扫描光束，第四镜片组用于聚焦扫描光束至面阵相机，控制器用于控制扫描镜的扫描频率和面阵相机的曝光频率相同；扫描镜变化一个扫描角度，面阵相机的由上一列像素采样扫描光束转换为相邻的下一列像素采样扫描光束。该成像光路的成像速度和时间分辨率得到显著提升。光路的成像速度和时间分辨率得到显著提升。光路的成像速度和时间分辨率得到显著提升。

【技术实现步骤摘要】
一种分光干涉仪及其成像光路


[0001]本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种分光干涉仪及其成像光路。

技术介绍

[0002]干涉仪在天文学、光学、工程测量、海洋学、地震学、波谱分析、量子物理实验、遥感、雷达等等精密测量领域都有广泛应用。在光学领域，可以测量待测物的膜厚、以及探测待测物的二维或者三维图像等。但其存在的问题是，相关技术中的干涉仪均采用的是线阵相机，由于线阵相机的数模转换通道数量较少，进而导致数据获取速率较低，使得干涉仪的成像速度限制在几十万线/秒，不能满足当前用户的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种分光干涉仪及其成像光路，以解决相关技术中的成像速度比较慢的问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术第一方面实施例提出了一种分光干涉仪的成像光路，包括：
[0005]沿成像光束传输的路径上，依次设置有第一镜片组、色散元件、第二镜片组、第三镜片组、扫描镜、第四镜片组、面阵相机和控制器；
[0006]所述第一镜片组用于接收成像光束，并对所述成像光束进行准直形成第一准直光束，所述色散元件用于展开所述第一准直光束形成色散光束，所述第二镜片组用于对所述色散光束进行聚焦形成第一聚焦光束，所述第三镜片组用于对所述第一聚焦光束进行准直形成第二准直光束，所述扫描镜用于扫描所述第二准直光束形成扫描光束，所述第四镜片组用于聚焦所述扫描光束至所述面阵相机，所述控制器与所述扫描镜和所述面阵相机电连接，用于控制所述扫描镜的扫描频率和所述面阵相机的曝光频率相同；所述面阵相机位于所述第四镜片组的像方焦面上；
[0007]其中，所述扫描镜变化一个扫描角度，所述面阵相机的由上一列像素采样所述扫描光束转换为相邻的下一列像素采样所述扫描光束。
[0008]可选地，所述色散元件位于所述第二镜片组的物方焦面处，所述第二镜片组的像方焦面与所述第三镜片组的物方焦面为同一位置，所述扫描镜位于所述第三镜片组的像方焦面处，或者，所述扫描镜位于所述第三镜片组的像方焦面处并且还位于所述第四镜片组的物方焦面处。
[0009]可选地，所述第一镜片组包括至少一个镜片；所述第二镜片组包括至少一个镜片；所述第三镜片组包括至少一个镜片；所述第四镜片组包括至少一个镜片。
[0010]可选地，所述第一镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组、所述第二镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组、所述第三镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组、所述第四镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组。
[0011]可选地，所述色散元件为光栅、棱镜、衍射分光器件或超表面材料光学分光器件中
的其中一种，所述色散元件为反射式色散元件或透射式色散元件。
[0012]可选地，所述扫描镜为电流计扫描振镜、共振振镜、MEMS振镜、多边形转镜、电光偏转器或声光偏转器中的其中一种。
[0013]为解决上述问题，本专利技术第二方面实施例提出了一种分光干涉仪，包括：本专利技术任一实施例所述的分光干涉仪的成像光路、宽谱光源、光纤耦合器、参考光路、样品光路；
[0014]所述光纤耦合器的光源输入端与所述宽谱光源连接，所述光纤耦合器的样品端与所述样品光路连接，所述光纤耦合器的参考端与所述参考光路连接，所述光纤耦合器的耦合端与所述成像光路连接；
[0015]所述宽谱光源用于出射宽谱光束，所述光纤耦合器用于所述宽谱光束的导入，并用于将所述宽谱光束分为参考光束和样品光束，所述参考光束用于参考光路中，并由所述参考光路反射形成参考反射光束，所述样品光束用于样品光路中，并由所述样品光路发射形成样品反射光束；所述光纤耦合器还用于耦合所述参考反射光束和所述样品反射光束形成成像光束，所述成像光路用于基于所述成像光束进行成像。
[0016]可选地，所述参考光路包括：第五镜片组、第六镜片组和参考反射镜，所述第五镜片组用于准直所述参考光束至所述第六镜片组，所述第六镜片组用于聚焦所述参考光束至所述参考反射镜，所述参考反射镜用于反射所述参考光束形成参考反射光束至所述第六镜片组，所述第六镜片组还用于准直所述参考反射光束至所述第五镜片组，所述第五镜片组还用于聚焦所述参考反射光束至所述光纤耦合器的参考端。
[0017]可选地，所述样品光路包括：第七镜片组、扫描振镜和第八镜片组，所述第七镜片组用于准直所述样品光束至所述扫描振镜，所述扫描振镜扫描所述样品光束至所述第八镜片组，所述第八镜片组用于聚焦所述样品光束至待测样品，所述待测样品反射所述样品光束形成样品反射光束至所述第八镜片组，所述第八镜片组还用于准直所述样品反射光束至所述扫描振镜，所述扫描振镜扫描所述样品反射光束至所述第七镜片组，所述第七镜片组还用于聚焦至所述光纤耦合器的样品端。
[0018]可选地，所述扫描振镜为电流计扫描振镜、共振振镜、MEMS振镜中的一种，所述扫描振镜的扫描频率与所述扫描镜的扫描频率相同。
[0019]根据本专利技术实施例提出的分光干涉仪及其成像光路，成像光路包括：沿成像光束传输的路径上，依次设置有第一镜片组、色散元件、第二镜片组、第三镜片组、扫描镜、第四镜片组、面阵相机和控制器；第一镜片组用于接收成像光束，并对成像光束进行准直形成第一准直光束，色散元件用于展开准直光束形成色散光束，第二镜片组用于对色散光束进行聚焦形成第一聚焦光束，第三镜片组用于对第一聚焦光束进行准直形成第二准直光束，扫描镜用于扫描第二准直光束形成扫描光束，第四镜片组用于聚焦扫描光束至面阵相机，控制器与扫描镜和面阵相机电连接，用于控制扫描镜的扫描频率和面阵相机的曝光频率相同；其中，所述扫描镜变化一个扫描角度，所述面阵相机的由上一列像素采样所述扫描光束转换为相邻的下一列像素采样所述扫描光束。由此，通过扫描镜和面阵相机的使用使得干涉仪的成像速度和时间分辨率得到显著提升。
[0020]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术实施例提出的分光干涉仪的成像光路的光路示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例提出的分光干涉仪的成像光路中的面阵相机捕捉扫描光束的示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例提出的分光干涉仪的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分光干涉仪的成像光路，其特征在于，包括：沿成像光束传输的路径上，依次设置有第一镜片组、色散元件、第二镜片组、第三镜片组、扫描镜、第四镜片组、面阵相机和控制器；所述第一镜片组用于接收成像光束，并对所述成像光束进行准直形成第一准直光束，所述色散元件用于展开所述第一准直光束形成色散光束，所述第二镜片组用于对所述色散光束进行聚焦形成第一聚焦光束，所述第三镜片组用于对所述第一聚焦光束进行准直形成第二准直光束，所述扫描镜用于扫描所述第二准直光束形成扫描光束，所述第四镜片组用于聚焦所述扫描光束至所述面阵相机，所述控制器与所述扫描镜和所述面阵相机电连接，用于控制所述扫描镜的扫描频率和所述面阵相机的曝光频率相同；所述面阵相机位于所述第四镜片组的像方焦面上；其中，所述扫描镜变化一个扫描角度，所述面阵相机的由上一列像素采样所述扫描光束转换为相邻的下一列像素采样所述扫描光束。2.根据权利要求1所述的分光干涉仪的成像光路，其特征在于，所述色散元件位于所述第二镜片组的物方焦面处，所述第二镜片组的像方焦面与所述第三镜片组的物方焦面为同一位置，所述扫描镜位于所述第三镜片组的像方焦面处，或者，所述扫描镜位于所述第三镜片组的像方焦面处并且还位于所述第四镜片组的物方焦面处。3.根据权利要求1或2所述的分光干涉仪的成像光路，其特征在于，所述第一镜片组包括至少一个镜片；所述第二镜片组包括至少一个镜片；所述第三镜片组包括至少一个镜片；所述第四镜片组包括至少一个镜片。4.根据权利要求1所述的分光干涉仪的成像光路，其特征在于，所述第一镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组、所述第二镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组、所述第三镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组、所述第四镜片组为反射式镜片组或透射式镜片组。5.根据权利要求1所述的分光干涉仪的成像光路，其特征在于，所述色散元件为光栅、棱镜、衍射分光器件或超表面材料光学分光器件中的其中一种，所述色散元件为反射式色散元件或透射式色散元件。6.根据权利要求1所述的分光干涉仪的成像光路，其特征在于，所述扫描镜为电流计扫描振镜、共振振镜、MEMS振镜、多边...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，
申请(专利权)人：苏州因确匹电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：