第34卷，第7期 2014年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 7 -pp2000-2004
July2014
大孔径静态干涉光谱成像系统（LASIS）中实体
Mach-Zehnder于涉仪加工误差容限分析
柳青2，周锦松*，聂云峰，吕群波
1.中国科学院计算光学成像技术重点实验室，中国科学院光电研究院，北京100094 2.中国科学院大学，北京100049
摘要简要叙述了LASIS光谱成像系统的原理和仪器构成，针对LASIS光谱成像仪像方视场与干涉数据单边过零采样的要求，通过对实体Mach-Zehnder横向剪切干涉仪结构和光路进行分析，并对比Sagnac型横向剪切干涉仪的结构，研究了该干涉仪的附加光程差与加工误差的关系，给出了附加光程差公式和误差容限公式，对探测器阵面上光程差变化的非线性效应影响进行了分析和仿真。结果表明，相比Sagnac型横向剪切十涉仪，因实体Mach-Zehnder十涉仪的非共光路特点产生的附加光程差会导致探测器上的零光程位置的偏移，为保证过零单边采样的要求，需对干涉仪的尺寸误差进行严格约束，其中组成干涉仪的两块非对称五角棱镜非对称量的匹配误差小于0.02mm；而探测器上光程差变化的非线性效应引起的光谱复原误差小于0.2%，基本可以忽略不计。
关键词光谱成像；误差容限；实体Mach-Zehnder干涉仪；附加光程差；光谱复原
中图分类号：TH744.1
文献标识码：A
引言
D0I : 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2014 )07-2000-05
光，分别经多次透射和反射成为两束距离为d的相干光束， d称为横向剪切干涉仪的剪切量。因两束光所走的光路位于相同的媒介中，所以它属于三角共光路结构。但是不足之处
光谱成像技术是20世纪80年代开始兴起的一种目标信息获取技术，根据分光原理的不同，光谱成像仪可分为色散型、干涉调制型、滤光片型、二元光学元件型和计算层析型等[1-7]。大孔径静态干涉光谱成像仪（LASIS)是一种时空联合调制型光谱成像仪2.3，相当于在普通照相系统中加人横可剪切十涉仪。相比一股的时间调制型和空间调制型十涉光谱成像仪，LASIS没有动镜扫描结构和限制视场的狭缝，具有高稳定性和高通量的特点，而且重量轻、体积小、信噪比高，正逐渐被应用于极地大气遥感、环境监测与调查等诸多领域[2-51
LASIS系统的核心组成部分是横向剪切分束器，目前
LASIS系统所使用的横向剪切分束器主要为三角共光路型的Sagnac干涉仪3和双折射型的Wollston棱镜干涉仪(1.4]。其中，Sagnac横向剪切干涉仪因结构简单且加工制作容易，而被作为LASIS系统中干涉仪的首选设计。在Sagnac型横向剪切干涉仪中，人射光在第一分束面上分为透射光和反射
收稿日期：2013-06-29，修订日期：2014-04-11
基金项目：国家杰出青年科学基金项目(61225024)资助
作者简介：柳青，1989年生，中国科学院光电研究院硕士研究生
*通讯联系人e-mail:jszhou@aoeac.cn
在于，Sagnac干涉仪因为有一半的光能量沿原路返回，光能利用率不足50%。为此引人了Mach-Zehnder横向剪切干涉仪11，该干涉仪具有两个干涉出口，每一束光在分束面上只通过一次，所以不会产生回溯光，光能利用率较Sagnac干涉仪提高一倍；且两路干涉出口有利于多探测器在空间方向的拼接，是大视场LASIS系统中横向剪切干涉仪的优选方案。近年来，国内外众多学者对基于Sagnac横向剪切干涉仪的 LASIS系统进行过深人研究-10]，但是基于Mach-Zehnder 横向剪切干涉的LASIS系统相关文献非常少。本文将对基于实体Mach-Zehnder横向剪切干涉仪的LASIS系统进行研究，重点分析Mach-Zehnder横向剪切干涉仪的误差，并对光谱探测误差进行分析和仿真。
基于实体Mach-Zehnder干涉仪的LASIS 1
工作原理
基于实体Mach-Zehnder干涉仪的LASIS系统主要由前
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