Sagnac横向剪切干涉仪设计方法的研究

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1、第19卷第2期航天器工程V01．19No．22010年3月SPACECRAFTENGINEERING87Sagnac横向剪切干涉仪设计方法的研究白加光1王忠厚1白清兰1肖相国1，2相里斌3(1中国科学院西安光学精密机械研究所，西安710119)(2中国科学院研究生院，北京100039)(3中国科学院光电研究院，北京100080)摘要详细论述了实体Sagnac型干涉仪的工作原理和几何尺寸的优化设计方法，并对实体棱镜构成的干涉仪用展开成平板玻璃的方法来计算分束膜的投射高度，简单且快捷。结合实例给出了计算结果，并对干涉

2、仪的加工要求与装调方法等进行了定性分析。关键词Sagnac干涉仪傅里叶变换成像光谱仪优化设计加工装调中图分类号：TN253文献标志码：A文章编号：1673—8748(2010)02—0087—05AStudyonDesignMethodforSagnacInterferometerofLateralShearingBAIJiaguan91WANGZhonghoulBAIQinglanlXIAOXianggu01·2XIANGLIBin93(1Xi’anInstituteofOpticsandPrecisionMe

3、chanics，ChineseAcademyofSciences，Xi’an710119，China)(2GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China；3AcademyofOpto—Electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100080，China)Abstract：Theworkingprincipleandoptimalgeometrydesigningmethodforaspec

4、ificSagnacin—terferometerhavebeenpresentedindetail．Thenthebestpositionoftheopticalaxisiscalculatedbyusingtheunfoldedlayouttodoanalysis．Anexampleofthisgeometrydimensionsisgiven，andthefabricationspecificationsandalignmentadjustmentmethodshavebeenqualitativelyan

5、a—lysed．Keywords：Sagnacinterferometer；Fourier-transformimagingspectrometer；optimaldesigning；fabricationandalignment1引言傅里叶变换成像光谱仪(FourierTransformImagingSpectrometers，FTIS)在20世纪90年代随着遥感成像光谱技术的发展得到大力推进和应用。美国空军实验室于2000年7月19日在美国范登堡空军基地成功地发射了强力卫星一Ⅱ(MightySat—II)小卫

6、星[1]，该卫星上的超光谱成像光谱仪是第一个采用实体型Sagnac干涉仪的傅里叶变换成像光谱仪。横向剪切干涉仪是空间调制型傅里叶变换成像光谱仪的核心和关键部件，其典型代表主要有Sagnac(三角共光路)干涉型和迈克尔逊(反射镜倾斜)干涉型等。实体型Sagnac干涉仪以其突出优点成为横向剪切干涉仪的首选[2]。此类干涉仪性能稳定(rugged)、体积小、不需要动镜且环境适应能力强，特别适合太空和高空环境工作¨J。近几年来，该技术逐步成为以高分辨率遥感探测红外和可见光近收稿日期：2009—07—31；修回日期：200

7、9—12—21作者简介：白加光(1950一)，男，高级工程师，主要从事光学设计，成像光谱仪光学技术的研究。88航天器工程19卷红外弱辐射的强有力工具，在机载和星载遥感探测任务中起到了重要作用，引起了国际上广泛的重视。最近人们进一步提出了实体型Sagnac干涉分光装置及其变体[“，它不仅体积小，重量轻，结构紧凑，而且能克服温度变化和机械振动等不利因素的影响[5】。众多文献介绍了实体Sagnac型干涉仪的组成结构，但是对于实体Sagnac型干涉仪的最优设计方法文献报道较少。本文详细论述了实体Sagnac型干涉仪的优化

8、设计方法，并扼要分析了加工工艺、装调和分光膜特性影响等方面的问题。2干涉仪工作原理实体Sagnac干涉仪可以用两个相同的半五角，棱镜和接触面之间镀有半透半反的分束膜(beam-splitter)胶合组成[6J，半五角棱镜的两个的锐角分别为45。和22．5。；入射的准直光束在分束面上的入射角为45。，一路光束反射后按顺时针方向传输，另一路光束透过分束面按反时针方向传输，如果