專利名稱：一種干涉儀剪切量的標定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬光學領域，尤其涉及一種干涉儀剪切量的標定裝置。
背景技術：
干涉成像光譜技術是當今可見光和紅外遙感器探測技術的前沿科學，是當今成像 技術和光譜技術的有機結合，與傳統(tǒng)相機相比，它不僅能夠得到被探測目標的兩維空間信 息，更重要的是它能夠同時獲取被探測目標的光譜信息，形成數據立方體。隨著航天技術、 大規(guī)模集成的列陣式探測器制作技術以及空間光學、精密機械、計算機圖像處理以及數據 傳輸技術的發(fā)展，使干涉成像光譜技術在空間遙感、信息獲取等方面越來越顯示出其重要 的地位和作用，也更加顯示出其在科學研究、國民經濟發(fā)展及國家安全方面廣闊的應用前
旦
ο干涉成像光譜儀是在干涉光譜技術的基礎之上發(fā)展起來的，它根據調制方式不同 分為時間調制型干涉成像光譜儀和空間調制型干涉成像光譜儀。由于時間調制型干涉成像 光譜儀存在兩個缺點1)需要一套高精度的動鏡移動系統(tǒng)，在運動過程中要保持勻速性， 并對晃動或傾斜都有嚴格的要求，加工及裝調困難；2)實時性差，對干涉圖完成采樣需要 動鏡運動一個周期，因此對快速變化的光譜進行測量很困難。因此目前工程實際中對空間 調制型干涉成像光譜儀研究較多。在空間調整型干涉成像光譜儀中，橫向剪切干涉儀是一個關鍵部件，它相當于一 個分束器，當物體在無限遠時，可看作一束平行光入射到橫向剪切干涉儀后被橫向剪切成 兩束相互平行的相干光束，這兩束平行光之間的距離稱為橫向剪切量，它直接影響干涉成 像光譜儀的光譜分辨率，因此要提高干涉成像光譜儀的光譜分辨率，必須對橫向剪切干涉 儀剪切量進行準確標定。

實用新型內容為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種高精度、高清 晰度以及準確定位的干涉儀剪切量的標定裝置。本實用新型的技術解決方案是本實用新型提供了一種干涉儀剪切量的標定裝 置，其特殊之處在于所述干涉儀剪切量的標定裝置包括激光器以及與激光器設置于同一 光路上的CXD攝像機。上述干涉儀剪切量的標定裝置還包括激光擴束鏡；所述激光擴束鏡設置于激光器 和CXD攝像機之間，并與激光器和CXD攝像機處同一光路上。上述干涉儀剪切量的標定裝置還包括干涉儀調整平臺，所述干涉儀調整平臺置于 激光擴束鏡和CXD攝像機之間。上述干涉儀調整平臺是00級花崗石平臺。上述00級花崗石平臺的平面度為5微米。上述干涉儀剪切量的標定裝置還包括激光器調整支架；所述激光器設置于激光器調整支架上。上述干涉儀剪切量的標定裝置還包括CXD攝像機調整支架，所述CXD攝像機設置 于CXD攝像機調整支架上。上述激光器是氦氖激光器、亞離子激光器或半導體激光器。上述激光器是氦氖激光器或亞離子激光器。上述CXD攝像機采用分辨率為1024X 1024，像元尺寸0.012mm的CXD芯片，焦距為 IOOmm的標準鏡頭。本實用新型的優(yōu)點是1、高精度。本實用新型所提供的干涉儀剪切量的標定裝置采用選用氦氖激光器或 亞離子激光器進行激光產生，其波長精度可達到0. Inm,同時，本實用新型還采用激光擴束 鏡，以便提供高質量的激光光束，以充滿干涉儀入射面，使得剪切量的標定從根本上實現高 精度。2、高清晰度。本實用新型在結構上還使用了 CXD攝像機，該CXD攝像機采用分辨 率為1024x1024，像元尺寸0. 012mm,的CXD芯片，焦距為IOOmm的標準鏡頭，此鏡頭對各種 像差均進行了校準，此攝像機成像清晰度較高，讀出噪聲為9e-rmS，暗電流為0. 002e-/p/ sec，可實現高清晰度的拍照。3、準確定位。本實用新型在結構上還采用了激光器調整支架、干涉儀調整平臺以 及CCD攝像機調整支架；激光器調整支架能夠對激光器俯仰、方位、高低方向進行三維調 整，以保證激光器能夠準確照射激光擴束鏡入口 ；干涉儀調整平臺采用00級花崗石平臺， 平面度為5微米，并且能夠進行俯仰、方位、高低三個方向調整，以保證入射光束能夠垂直 照射干涉儀入射表面；CCD攝像機調整支架能夠對CCD攝像機俯仰、方位、高低方向進行三 維調整，以保證通過干涉儀的出射光束與CXD攝像機光軸同軸；三者的有機結合，可使得本 實用新型能夠準確定位，使用非常方便。

圖1為本實用新型所提供的干涉儀剪切量的標定裝置的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型提供了 一種干涉儀剪切量的標定裝置，該干涉儀剪切量的標 定裝置包括激光器1以及與激光器1設置于同一光路上的CXD攝像機3。為了使用效果更 為突出，該干涉儀剪切量的標定裝置還包括設置于激光器1和CCD攝像機3之間的激光擴 束鏡2，該激光擴束鏡2并與激光器1和CXD攝像機3處同一光路上。激光器1可以是氦氖激光器、亞離子激光器、半導體激光器，但是由于半導體激光 器在工作中，因為功耗所產生的溫度會作用在激光器本身，而半導體自身的散熱性較差，因 此激光器的諧振腔的長度會發(fā)生改變，而諧振腔本身在激光器中最主要的作用就是用來控 制激光器波長，所以隨著半導體激光器的使用時間增加，波長位置會發(fā)生不穩(wěn)定的漂移，存 在Inm左右的波長漂移，因此激光器1最好選用氦氖激光器、亞離子激光器它們的波長精度 可達到0. lnm。激光器1設置于激光器調整支架4上，該激光器調整支架4能夠對激光器俯仰、方位、高低方向進行三維調整，以保證激光器1能夠準確照射激光擴束鏡入口，該激光器調整 支架4可以是現有任何一種激光器調整架，都可用于本實用新型中。激光擴束鏡2有兩個功能，其一是擴展激光束的直徑；其二是減小激光束的發(fā)散 角，提供高質量的激光光束，以充滿干涉儀入射面。干涉儀調整平臺5 采用00級花崗石平臺，平面度為5微米，并且能夠進行俯仰、 方位、高低三個方向調整，以保證入射光束能夠垂直照射干涉儀入射表面。CXD攝像機3采用分辨率為1024X1024，像元尺寸0.012mm的CXD芯片，焦距為 IOOmm的標準鏡頭，此鏡頭對各種像差均進行了校準，此CCD攝像機3成像清晰度較高，讀出 噪聲為9e-rms，暗電流為0. 002e_/p/sec。CXD攝像機3設置于CXD攝像機調整支架6上，該CXD攝像機調整支架6能夠對 CXD攝像機3俯仰、方位、高低方向進行三維調整，以保證通過干涉儀的出射光束與C⑶攝像 機3光軸同軸。按照圖1安裝測試設備，工作原理為調整激光器調整支架4使激光器1對準激光 擴束鏡2入口，激光器1通過激光擴束鏡2后形成準直光束，再通過干涉儀形成干涉條紋， 條紋通過CXD攝像機3鏡頭聚焦至CXD芯片上，CXD攝像機3根據光的強弱積累相應比例 的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下，逐點外移，經濾波、放大處理后，形成視 頻圖像信號輸出，采集圖像數據準確計算橫向剪切干涉儀剪切量，具體操作步驟如下1、為了減小隨機誤差，采集多幅(100幅)干涉圖數據，對多幅圖像進行平均；2、通過中值濾波的方法來消除背景噪聲；3、對去除噪聲的圖像進行高階差分運算，快速準確判定出干涉條紋波峰(或者波 谷)位置；4、根據波峰(或者波谷)位置計算干涉條紋數目η與干涉條紋數目對應的像元數 N；5、將干涉條紋數目，干涉條紋占的像元數，CXD像元尺寸S、激光波長λ、(XD攝像 機焦距f'代入下面公式計算橫向剪切干涉儀剪切量d:
NxS
權利要求一種干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述干涉儀剪切量的標定裝置包括激光器以及與激光器設置于同一光路上的CCD攝像機。
2.根據權利要求1所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述干涉儀剪切量 的標定裝置還包括激光擴束鏡；所述激光擴束鏡設置于激光器和CXD攝像機之間，并與激 光器和CXD攝像機處同一光路上。
3.根據權利要求2所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述干涉儀剪切量 的標定裝置還包括干涉儀調整平臺，所述干涉儀調整平臺置于激光擴束鏡和CCD攝像機之 間。
4.根據權利要求3所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述干涉儀調整平 臺是00級花崗石平臺。
5.根據權利要求4所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述00級花崗石平 臺的平面度為5微米。
6.根據權利要求5所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述干涉儀剪切量 的標定裝置還包括激光器調整支架；所述激光器設置于激光器調整支架上。
7.根據權利要求6所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述干涉儀剪切量 的標定裝置還包括CXD攝像機調整支架，所述CXD攝像機設置于CXD攝像機調整支架上。
8.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特 征在于所述激光器是氦氖激光器、亞離子激光器或半導體激光器。
9.根據權利要求8所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述激光器是氦氖 激光器或亞離子激光器。
10.根據權利要求9所述的干涉儀剪切量的標定裝置，其特征在于所述CCD攝像機采 用分辨率為1024X 1024，像元尺寸0. 012mm的CCD芯片，焦距為IOOmm的標準鏡頭。
專利摘要本實用新型涉及一種干涉儀剪切量的標定裝置，干涉儀剪切量的標定裝置包括激光器以及與激光器設置于同一光路上的CCD攝像機。本實用新型提供了一種高精度、高清晰度以及準確定位的干涉儀剪切量的標定裝置。
文檔編號G01J3/45GK201716108SQ20102021677
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權日2010年6月7日
發(fā)明者張周鋒, 李霞, 趙建科 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所