基于改型Wollaston棱镜组的光谱成像系统

发布时间：2021-03-09 18:48

　　在静态光谱成像系统中,光谱分辨率的高低取决于最大光程差,即静态光程扫描范围,而传统静态干涉具往往受结构尺寸的限制而分辨率较低。为了在基本保持原有干涉具尺寸的基础上提高系统光谱分辨率,设计了基于弹光调制的光谱成像系统。其由两块光轴反向的Wollaston棱镜将光束分离,再通过弹光调制实现对横向剪切量的静态调制。给出了基于该新型光谱成像结构的总体设计方案,计算推导了横向剪切量随结构主要参数的函数关系。通过仿真分析得到了横向剪切量关于调制晶体尺寸和折射率调制度的函数分布。实验针对中心波长为555 nm的激光光斑进行相干处理及二次成像,实验结果显示,随着调制晶体尺寸的增大,系统横向剪切量线性增大;随着折射率调制度的增大,系统横向剪切量非线性增大,由此验证了其工作机理的可行性。 

【文章来源】：长春理工大学学报(自然科学版). 2020,43(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

弹光调制型光谱成像系统

光束入射Wollaston棱镜1后产生双折射作用是从AA"界面发生的，从而产生o光与e光，两束光经过CC"与DD"两个平行界面及两个棱镜界面，由于上述四个界面均是平行的，所以不改变原有光路方向，故当两束光通过光轴与Wollaston棱镜1相反设置的Wollaston棱镜2的BB"界面后会以与原入射方向相同的角度出射，即获得两束平行光，从而实现分光且保持光束平行的效果。虽然两束光在穿越CC"与DD"界面（调制晶体）的过程中不改变光的方向，但是不同折射率条件下，在调制晶体中光线的角度是不同的，即光程差是不同的，从而通过调制晶体折射率可以实现对光程差的静态调制。设通过AA"界面后两夹角为ao和ae，则有：

实验中Wollaston棱镜为方解石晶体，有效透光界面18.0 mm×18.0 mm，厚度8.0 mm，弹光晶体为Li Nb O3，探测激光选用555.0 nm激光，光斑直径12.0 mm，干涉条纹图像采集选用EMG3000型面阵CCD探测器。系统实物如图4所示。为了清晰地观察可见光光谱成像效果，对圆形CCD相机标定板进行图像采集，测试图像如图5所示，圆形CCD相机标定板中标定圆清晰可见，可以有效识别。

【参考文献】：
期刊论文
[1]紧凑型图像复分光谱成像系统光学设计及优化[J]. 马培培,刘扬阳,吕群波,裴琳琳,方煜.  光子学报. 2016(07)
[2]去除光学器件弹光双折射的方法[J]. 李长胜,陈佳.  物理学报. 2016(03)
[3]沿光轴通光的LiNbO3的横向电光调制特性[J]. 李克武,王志斌,张瑞,王国梁,王耀利.  光学精密工程. 2015(05)



本文编号：3073302