本實用新型屬于光學領域，尤其涉及一種可主動調焦的干涉成像光譜儀。

背景技術：

近年來，航天技術發(fā)展非常迅速，星載成像光譜儀的應用也越來越廣泛。光譜成像技術是20世紀80年代才發(fā)展起來的新型成像技術，其在獲得圖像信息的同時獲取物質光譜信息，可用于分類和辨識信息。但是隨著科學技術的發(fā)展，對成像光譜儀的技術指標要求越來越高，成像光譜儀對工作環(huán)境要求十分苛刻，尤其是工作環(huán)境溫度，當成像光譜儀工作環(huán)境溫度變化時，會對系統(tǒng)帶來十分不利的影響。在空間環(huán)境下，成像光譜儀的工作環(huán)境溫度并不能十分穩(wěn)定的控制在要求范圍內，因此會導致成像光譜儀的光學成像面和干涉面不重合，從而嚴重影響成像光譜儀的質量。

為保證成像光譜儀的成像質量，要求成像光譜儀對環(huán)境溫度的變化有良好的適應性，在對光學進行設計時，應對光機電進行充分的熱設計，同時，在系統(tǒng)中增加調焦機構，通過微調機構來調整光學系統(tǒng)的成像面位置，補償CCD的離焦量，使成像光譜儀的光學成像面和干涉面重合，達到最佳效果。

調焦方式主要由光學系統(tǒng)、結構形式及調焦精度及相機使用環(huán)境確定，不同的光學系統(tǒng)調焦方式不同，常用的方式主要由鏡組移動式、焦面反射鏡移動式、焦平面移動式及改變補償鏡厚度幾種。其設計思路基本都是通過增加步進電機、滾珠絲杠、運動方向轉換組件、渦輪箱和編碼器組成調焦機構，將電機的回轉運動轉化為直線運動，帶動光學部件或焦面沿光軸方向在一定范圍內移動，最終實現調焦。此種調焦機構都采用了增加運動部件，結構設計較復雜，并且其在天基環(huán)境下的工作可靠性較差。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可主動調焦的干涉成像光譜儀，用以解決現有技術中結構復雜，可靠性差的缺陷。

為解決所述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：提供一種可主動調焦的干涉成像光譜儀，包括前置望遠組件、準直鏡組件、干涉儀組件、傅氏鏡組件和焦面組件，其特殊之處在于：所述前置望遠組件上設置有溫控系統(tǒng)；所述溫控系統(tǒng)包括設置在前置望遠組件主鏡筒外表面的加熱片和熱敏電阻，所述加熱片與電源連接，熱敏電阻與溫控儀連接。

所述溫控系統(tǒng)還包括設置在前置望遠組件內次鏡組件與主鏡筒之間的次鏡隔熱墊以及主鏡組件與主鏡筒之間的主鏡隔熱墊。

所述次鏡隔熱墊和主鏡隔熱墊為玻璃鋼材質。

所述加熱片為銅質加熱片。

所述熱敏電阻為鉑電阻。

所述熱敏電阻至少有四個。

本實用新型的有益效果是：在保證干涉成像光譜儀載荷性能的條件下，沒有增加運動部件，提高了系統(tǒng)的可靠性；控制精度較高，滿足高分辨率干涉成像光譜儀的要求；有效減輕了系統(tǒng)質量，結構力學穩(wěn)定性良好。

附圖說明

圖1是實施例結構示意圖；

圖2是前置望遠組件立體結構示意圖；

圖3是前置望遠組件剖面立體結構示意圖；

圖4是前置望遠組件剖面結構示意圖；

圖中，1-次鏡組件，2-主鏡組件，3-主鏡筒，4-加熱片，5-次鏡隔熱墊，6-主鏡隔熱墊，7-鉑電阻，8-前置望遠組件，9-準直鏡組件，10-干涉儀組件，11-傅氏鏡組件，12-焦面組件，13-一次像面。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖說明對本實用新型加以詳細說明。

如圖1、2、3所示，一種利用溫控系統(tǒng)實現主動調焦的干涉成像光譜儀，包括沿光路傳輸放下依次設置的前置望遠組件8、準直鏡組件9、干涉儀組件10、傅氏鏡組件11和焦面組件12。通過光學系統(tǒng)分析，傅氏鏡組件采用消熱化光學設計方案，保證干涉面在復雜的工作環(huán)境下穩(wěn)定；前置望遠組件采用長焦距、大相對口徑卡塞格林系統(tǒng)；通過在前置望遠組件增加溫控系統(tǒng)，利用溫控系統(tǒng)進行溫度控制，通過結構材料的熱脹冷縮實現了微調干涉成像光譜儀一次像面13的目的，從而保證成像光譜儀的成像面和干涉面重合。

前置望遠組件包括長焦距、大相對口徑卡塞格林成像系統(tǒng)和溫控調焦組件，卡塞格林成像系統(tǒng)包括主鏡、次鏡、矯正鏡及相關結構件。

溫控調焦組件包括隔熱墊、溫控微調鈦合金鏡筒、加熱片和熱敏電阻。加熱片用硅橡膠粘在溫控微調鈦合金鏡筒外表面，加熱片均勻布置保證溫控微調鈦合金鏡筒熱膨脹更均勻。同時，在溫控微調鈦合金鏡筒上粘結4個熱敏電阻，實時反饋測量溫控微調鈦合金鏡筒的溫度。隔熱墊安裝于溫控微調鈦合金鏡筒和其它組件的連接處，采用隔熱安裝，避免熱量傳導至次鏡組件和主鏡組件。

本例以隔熱墊為玻璃鋼材質、熱敏電阻為鉑電阻，加熱片為銅質加熱片和鈦合金鏡筒為例，工作原理如下：

通過電源使銅質加電熱片溫度變化，傳導于溫控微調鈦合金鏡筒，利用溫控微調鈦合金鏡筒的熱膨脹性質調節(jié)主鏡和次鏡的間隔，實現改變系統(tǒng)微調干涉成像光譜儀一次像面13的目的。

根據ΔL＝L*α*(T1-T0),

其中ΔL為主鏡和次鏡的間隔，L為溫控微調鈦合金鏡筒的長度，α為鈦合金的熱膨脹系數，T1為通過加熱片使溫控微調鈦合金鏡筒的溫度值，T0溫控微調鈦合金鏡筒的初始溫度值。可以看出當加熱片使溫控微調鈦合金鏡筒溫度較高時，主鏡和次鏡的間隔ΔL增大，系統(tǒng)一次像面往正方向微移；當加熱片使溫控微調鈦合金鏡筒溫度較低時，主鏡和次鏡的間隔ΔL減小，系統(tǒng)一次像面往負方向微移，通過一次像面的正負向微移，最終實現一次像面的微調。

利用材料的熱膨脹性質設計的調節(jié)驅動原件為具有良好熱和力性能的溫控微調鈦合金鏡筒。

本發(fā)明的干涉成像光譜儀的溫控調焦組件位于系統(tǒng)的前置望遠組件中，前置望遠組件為長焦距、大相對口徑的卡塞格林系統(tǒng)，由次鏡組件1、主鏡組件2、主鏡筒3、加熱片4、次鏡隔熱墊5、主鏡隔熱墊6和鉑電阻7組成，其中，次鏡組件1、主鏡組件2安裝在主鏡筒3的兩端，加熱片4均勻的粘結在主鏡筒的外邊面上，同時安裝有至少四個鉑電阻7以反饋控制溫度信息，為了避免熱量傳導至次鏡組件1和主鏡筒3，主鏡組件2和主鏡筒3中間分別裝有次鏡隔熱墊5、主鏡隔熱墊6，如圖4所示。