第33卷，第5期 2013年5月
光谱分析
光谱学与
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33,No. 5, pp1415-1418
May,2013
基于电光调制沃拉斯顿棱镜组提高光谱分辨率的研究
李沅，陈智刚，李凯，宋振锋
030051
中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原
摘要为了在基本不改变光学干涉器件尺寸的条件下提高静态光谱分析设备的光谱分辨率，在分析了各种提高静态干涉系统光程扫描范围方法的基础上，设计了基于电光调制沃拉斯顿校镜组的光学干涉系统。系统采用沃拉斯额校镜组的光学结构，计算了其相应的光程差函数，同时，又利用电光调制技术对晶体折射率进行调制，并推导了一个调制周期内的光程差变化范围，最后给出了系统的综合光程差函数及光谱分辨率。实验采用三块尺寸、结构角都一致的沃拉斯领校镜构成沃拉斯领校镜组，通过SGT-3型声光调制器调制信号。结果显示，经消允余处理后干涉条纹图像可有效融合，调制后的干涉图像虽略有畸变，但经线性校正后满足光谱分布函数还原的要求。相比同尺寸的静态干涉系统而言，光谱分摊率提高了近一个数量级。
关键词光谱分析；沃拉斯顿校镜组；电光调制；光谱分辨率
中图分类号：(436
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2013)05-1415-04
干涉晶体调制，从而通过对品体折射率的控制进一步提高静态光程扫描范围，该方法对晶体选择有一定的限制12.13]。综上所述，每种方法都各有特点，并且有其适合的应用条件及
相比通过扫描部件获得光程差的干涉仪器面言，静态光谱分析设备1.2具有结构紧、稳定性高、抗干扰能力强等特点，但由于静态于涉系统的光谱分辨率主要决定于干涉材料的尺寸，所以在光谱分辨率要求较高的场合难以同时满足高精度和高集成度及稳定性的要求(3)。对户外遥测、便携式手持检测设备等方面，在基本不改变干涉材料尺寸的条件下提高静态光程扫描能力，从而获得更高的光谱分辨率成为国内外研究的热点("}，静态光谱分析实际上是空间调制实现光谱再现的方法，常见的干涉方法有；静态迈克尔逐于涉仪、 Sagnac三角共光路光栅光谱仪及偏振傅里叶变换光谱仪[5]。偏振傅里叶变换光谱仪又分为Savart板型横向剪切光谱仪和沃拉斯顿校镜光谱仪[6]。
提高光谱分辨率的方法有：提高空间扫描有效路径，增大光程差，实际上就是单纯的扩大干涉材料的尺寸，但受设计尺寸限制，光谱分辨率提高能力有限[7.8]，通过对采集得到的有效干涉条纹进行插值处理，从面获得更高光谱分辨率的软件处理算法，不改变尺寸提高光谱分辨率但插值方法不提高其实际干涉条纹质量，会进成引入二次误差的问题"]；对于静态傅里叶变换校镜和沃拉斯顿梭镜可采用拼接校镜组提高光谱分辨率，虽然会牺性一定的光通量，但是提高光谱分辨率的有效方法之一[10.11]，通过电光、弹光调制的方法对
收稿日期：2012-11-08，修订日期：2013-02-04 基金项目：国家自科学基金项目（61171179)资助
场合，如果能将不同的方法有效地结合，就可以进一步提高系统的光谱分辨能力。我们在计算分析了沃拉斯顿校镜静态干涉的基础上，通过校镜结构角、允余量等研究了沃拉斯顿校镜组的拼接方式，结合电光调制实现了两种提高光谱分辨率方法的有效融合，设计了基于电光调制的沃拉斯顿校镜组干涉系统。
1 1.1
系统设计沃拉斯顿棱镜
沃拉斯顿校镜由两个光轴相互正交的直角棱镜构成，如
图1所示。当入射光进人沃拉斯顿校镜，由BS分束面分为两束，偏振方向互相垂直的线偏振光。
这两束光分别是o光和e光，在介质中的折射率各不相同，经过一定长度d后产生光程差。
= d(n。n,)tgp
(1)
其中，o和e光的折射率为n。和n，校镜的倾角为。由此可知，沃拉斯顿校镜可以产生的最大光程差是关于校镜长度和结构角的函数。所以为了增大光谱分辨率，可以通过增大校镜有效长度和增大结构角的方式实现。
作者简介：李沅，女，1982年生，中北大学电子测试技术国家重点实验室讲师万方数据
e-mail; liyuan82@nuce.edu.cn