一種近紅外傅里葉變換光譜成像儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光譜成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種近紅外傅里葉變換光譜成像儀。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外光譜含有豐富的物質(zhì)信息，不僅包含化學成分信息，還包含有物理特性、生物特性等，是物質(zhì)多方面綜合信息的反映。
[0003]近紅外光譜成像儀能夠同時獲得目標的二維圖像和目標每一點的完整近紅外光譜，在生物醫(yī)藥、農(nóng)產(chǎn)品和食品、法庭科學等領(lǐng)域具有非常廣泛的應用。近紅外光譜成像儀主要有色散型、濾光片型和近紅外傅里葉變換型等，近紅外傅里葉變換光譜成像儀較之于傳統(tǒng)色散型光譜成像儀和濾光片型光譜成像儀，具有高通量、多通道、高精度以及寬自由光譜范圍的優(yōu)點，具有重要的應用價值。常用的近紅外傅里葉變換光譜成像儀采用經(jīng)典邁克爾遜干涉儀來實現(xiàn)，也就是時間調(diào)制型傅里葉變換光譜成像儀。
[0004]實用新型人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，在實際應用中，時間調(diào)制型傅里葉變換光譜成像儀存在嚴重缺陷，需要一套高精度的機械動鏡驅(qū)動系統(tǒng)進行驅(qū)動，機械動鏡要求勻速運動，對傾斜、晃動的范圍要求嚴格，還需要一套激光器進行位移量的精確測量。上述問題導致精度和速度相互制約，故不適合快速光譜成像。由于干涉儀體積大，也影響了實用性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種近紅外傅里葉變換光譜成像儀，回避了精密機械動鏡驅(qū)動系統(tǒng)，避免了精度和速度相互制約的情況。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0007]—種近紅外傅里葉變換光譜成像儀，包括順序連接的前置成像鏡、準直鏡、一體式干涉儀、成像鏡和面陣探測器；
[0008]所述前置成像鏡，用于對目標進行一次成像；
[0009]所述準直鏡，置于所述前置成像鏡的后部，用于接收一次成像的光束并將一次成像后的光束準直；
[0010]所述一體式干涉儀，置于所述準直鏡的后部，用于接收準直后的成像光束，并將準直后的成像光束分成兩束光束并產(chǎn)生光程差；
[0011]所述成像鏡，置于所述一體式干涉儀后部，用于將帶有光程差的兩束光會聚成像到面陣探測器上并發(fā)生干涉；
[0012]所述面陣探測器，置于所述成像鏡后部，用于采集疊加有干涉條紋的目標圖像。
[0013]進一步的，所述一體式干涉儀包括實體分束器、定鏡、動鏡、動鏡驅(qū)動器和位移傳感器；
[0014]所述實體分束器內(nèi)部設(shè)有分束膜，且在其入射光的對側(cè)設(shè)有定鏡，頂部設(shè)有動鏡，且頂部預留動鏡運動空間，用于將準直后的入射光束分成等振幅的兩束光束，并產(chǎn)生光程差;
[0015]所述動鏡驅(qū)動器的底部與所述動鏡連接，用于驅(qū)動動鏡進行直線勻速運動；
[0016]所述位移傳感器與所述動鏡的一側(cè)連接，用于對動鏡的位移量實時監(jiān)控，實現(xiàn)動鏡運動的閉環(huán)控制。
[0017]進一步的，所述實體分束器由第一分束器和第二分束器組成；
[0018]所述第一分束器為縱切面呈等腰直角三角形的三棱柱，所述第二分束器為縱切面呈直角梯形的四棱柱，所述分束膜設(shè)置于所述第一分束器的斜面上，所述第一分束器的斜面與所述第二分束器的斜面對接，且所述第二分束器的底面寬度和高度，均大于所述第一分束器的高度。
[0019]進一步的，所述分束膜為半反半透的分束膜，用于將進入實體分束器的入射光束，分成第一入射光束和第二入射光束；
[0020]所述第一入射光束，透過分束膜，在定鏡處被反射，反射回的光束再經(jīng)分束膜反射后成為第一出射光束；
[0021]所述第二入射光束，在分束膜處反射，在動鏡處被反射，反射回的光束透過分束膜成為第二出射光束。
[0022]進一步的，所述動鏡驅(qū)動器采用可實現(xiàn)高速直線運動的音圈電機，所述位移傳感器采用可進行實時監(jiān)控動鏡位移量的電容位移傳感器。
[0023]前置成像鏡為近紅外譜段的復消色差鏡頭。
[0024]準直鏡和成像鏡焦距相同。
[0025]面陣探測器16采用像元數(shù)為320 X 256、像元大小為30 μ mX 30 μ m的InGaAs高速近紅外探測器。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是采用音圈電機直線運動驅(qū)動器，并采用位移閉環(huán)控制，突破時間調(diào)制型近紅外傅里葉變換光譜成像儀精度與速度的相互制約，精度和速度都大大提高，并且干涉儀體積大大減小，實用性更強。
【附圖說明】
[0027]圖1為近紅外傅里葉變換光譜成像儀原理框圖。
[0028]圖中:目標11，前置成像鏡12，準直鏡13，一體式干涉儀14，成像鏡15，面陣探測器16，計算機17。
[0029]圖2為一體式干涉儀示意圖。
[0030]圖中:實體分束器201，第一分束器202，第二分束器203，分束膜204，定鏡205，動鏡206，動鏡驅(qū)動器207，位移傳感器208，動鏡運動方向210，入射光束211，第一入射光束212，第二入射光束213，第一出射光束214，第二出射光束215。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行具體闡述，需要指出的是，本實用新型的技術(shù)方案不限于實施例所述的實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員參考和借鑒本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，在本實用新型的基礎(chǔ)上進行的改進和設(shè)計，應屬于本實用新型的保護范圍。
[0032]如圖1所示，
[0033]本實用新型實施例提供該了一種近紅外傅里葉變換光譜成像儀，包括順序連接的前置成像鏡12、準直鏡13、一體式干涉儀14、成像鏡15和面陣探測器16 ;
[0034]所述前置成像鏡12，用于對目標11進行一次成像；
[0035]所述準直鏡13，置于所述前置成像鏡12的后部，用于接收一次成像的光束并將所述一次成像后的光束準直；
[0036]所述一體式干涉儀14，置于所述準直鏡13的后部，用于接收準直后的成像光束，并將準直后的成像光束分成兩束光束并產(chǎn)生光程差；
[0037]所述成像鏡15，置于所述一體式干涉儀14的后部，用于將帶有光程差的兩束光會聚成像到面陣探測器上并發(fā)生干涉；
[0038]所述面陣探測器16，置于所述成像鏡15的后部，用于采集疊加有干涉條紋的目標圖像。
[0039]進一步的，所述一體式干涉儀14包括實體分束器201、定鏡205、動鏡206、動鏡驅(qū)動器207和位移傳感器208 ;
[0040]所述實體分束器201內(nèi)部設(shè)有分束膜204，且在其入射光的對側(cè)設(shè)有定鏡205，頂部設(shè)有動鏡206，且頂部預留動鏡運動空間，
[0041]優(yōu)選的，在分束器201的入射光對側(cè)的外側(cè)面鍍反射膜形成定鏡205。
[0042]所述動鏡驅(qū)動器207的底部與所述動鏡206連接，用于驅(qū)動動鏡206進行直線勻速運動；
[0043]所述位移傳感器208與所述動鏡206的一側(cè)連接，用于對動鏡206的位移量實時監(jiān)控，實現(xiàn)動鏡206運動的閉環(huán)控制；
[0044]所述一體式干涉儀14，用于將準直后的入射光束分成等振幅的兩束光束，并產(chǎn)生光程差。
[0045]進一步的，所述實體分束器201由第一分束器202和第二分束器203組成；
[0046]所述第一分束器202為縱切面呈等腰直角三角形的三棱柱，所述第二分束器203為縱切面呈直角梯形的四棱柱，所述分束膜204設(shè)置于所述第一分束器202的斜面上，所述第