變間隙法布里-珀羅干涉儀光程差線性分析

韓 軍，高 波，張 芳，高教波

（1.西安工業大學 兵器科學與技術學院，陜西 西安 710021；2.西安應用光學研究所，陜西 西安 710065）

引言

變間隙法布里-珀羅（F-P）干涉儀[1-5]作為干涉式光譜成像系統的新型分光器件，真正有效地實現了系統體積的小型化和系統結構的緊湊化，尤其在長波紅外波段，已成為研究熱點。

一般地，變間隙法布里-珀羅（F-P）干涉式光譜成像系統包括前端成像物鏡、變間隙F-P干涉儀、中繼鏡、探測器以及信號處理系統，如圖1所示。前端成像物鏡將目標成像在系統的一次像面上；變間隙F-P干涉儀由一個楔形平板和平行平板構成，具體結構如圖2所示（α為干涉儀楔角），實現干涉分光作用；中繼鏡會聚光束實現二次成像和產生干涉條紋的作用；探測器實現目標空間信息和干涉信息的同時獲取和記錄功能；信號處理系統實現探測器獲取的圖像信號的處理和顯示功能。

圖1 變間隙F-P干涉式光譜成像系統Fig.1 Variable-gap F-P interferometric spectral imaging system

圖2 變間隙F-P干涉儀結構圖Fig.2 Structure diagram of variable-gap F-P interferometer

變間隙干涉式光譜成像系統采用快速傅里葉變換方法對其獲取的干涉信息進行解調，最終獲取目標的光譜信息。但該方法要求探測器上不同像元對應的光程差等間隔變化。經分析，探測器上不同像元對應的光程差是系統的艾里斑中心距的函數，而在一定楔角大小條件下，艾里斑中心距隨探測器位置的變化是非線性的。本文的主要目的是分析當艾里斑中心距隨探測器位置非線性變化時，由此產生的不同像元對應的光程差是否對系統的光譜數據解調結果有影響?！?br>