專利名稱：用于光學(xué)成像傅里葉譜儀的光學(xué)設(shè)備及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像傅里葉譜儀及其操作方法。
背景技術(shù)：
傅里葉轉(zhuǎn)換譜(FTS)為一種長(zhǎng)期公認(rèn)的用于獲得物體吸收或反射光譜的方法。在這種方法中，從樣品發(fā)出的光通過(guò)通常為Michelson型的光學(xué)干涉儀到達(dá)一探測(cè)器。在輸出端對(duì)光度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)在干涉儀的一個(gè)分路內(nèi)改變光程的長(zhǎng)度。隨后，通過(guò)由如R.J.Bell(1972)于紐約、在Academic Press，New York發(fā)表的教科書(shū)“IntroductoryFourier Transform Spectroscopy”中所披露的強(qiáng)度輪廓的逆向傅里葉轉(zhuǎn)換計(jì)算得出樣品。近來(lái)，已由Yuval Garini等人在美國(guó)專利US-A-5539517中披露了一種新形式的FTS；這一形式的FTS也在JohnWiley&Sons Inc發(fā)表的Chemical Analysis Series，第137卷中、由XueWang和Brian Herman編輯的Fluorescence Imaging Spectroscopy andMicroscopy的第4章，87-124頁(yè)有所披露。
近來(lái)，利用通過(guò)Sagnac干涉儀的光線在攝像機(jī)(Camera)內(nèi)呈現(xiàn)出一個(gè)場(chǎng)(其可為顯微圖像)。在記錄期間，以這樣的方式調(diào)節(jié)所述干涉儀，即以精確可控制的方式使一系列干涉條紋穿過(guò)攝像機(jī)的所述場(chǎng)并對(duì)其進(jìn)行記錄。在以白光為初始輸入信號(hào)的情況下，這一線系與牛頓線系相對(duì)應(yīng)。利用該設(shè)備，通過(guò)一計(jì)算機(jī)能獲得一獨(dú)立的可用于所得圖像組中每一象素的傅里葉轉(zhuǎn)換譜。雖然這一信息在許多應(yīng)用中具有潛在價(jià)值，但是它特別適用于光顯微鏡中粘附在生物樣本上的多層熒光染料的檢測(cè)。
該現(xiàn)有技術(shù)工作良好，但卻存在需要兩次檢測(cè)的缺點(diǎn)。第一，在干涉儀中，條紋位置對(duì)光學(xué)元件相當(dāng)于光波長(zhǎng)級(jí)的移動(dòng)的很小位移都很敏感。這樣就造成了Sagnac系統(tǒng)難于對(duì)準(zhǔn)且在移動(dòng)時(shí)難于保持對(duì)準(zhǔn)。第二，由于一半輸入Sagnac系統(tǒng)的光線會(huì)反射回光源這是這種干涉儀的固有特性，因而該系統(tǒng)的傳輸效率最大僅為50％。本發(fā)明提供了在這些方面進(jìn)行改進(jìn)的可能性。
Mikrochin.Acta(Wien)1987，III，309-324中的Minami已經(jīng)披露了采用雙折射光學(xué)技術(shù)，而不是孔闌光源分析中的干涉儀。這里，代替光程長(zhǎng)度的物理差異，因?yàn)殡p折射的變化造成了光程差，但是，他缺乏記錄一個(gè)場(chǎng)中任意圖像的能力。
雖然Minami使用了一種CCD攝像機(jī)來(lái)呈現(xiàn)其分光儀中的條紋系統(tǒng)，但他僅能使用它來(lái)記錄一維信息；無(wú)論是否與條紋系統(tǒng)一致，都不存在一個(gè)場(chǎng)的圖像。合成干涉圖允許由聚光燈聚集在圓孔上的光的光譜質(zhì)量的分析，但不允許同時(shí)由一個(gè)場(chǎng)的多級(jí)區(qū)獲得光譜信息，這樣，例如只能在場(chǎng)彼此間進(jìn)行比較。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，在這樣的一種設(shè)備中完成傅里葉轉(zhuǎn)換譜，其中在偏振裝置之間的光程上設(shè)置至少一個(gè)雙折射裝置，同時(shí)在所述偏振裝置前后分別設(shè)有圖像發(fā)生和記錄設(shè)備，所述圖像發(fā)生設(shè)備在與通過(guò)所述雙折射裝置產(chǎn)生的條紋相同的平面內(nèi)產(chǎn)生一實(shí)像，及用于改變所述雙折射裝置中的光所經(jīng)歷的光程差的裝置。
這樣，由于以可控制方式可在整個(gè)記錄的圖像上產(chǎn)生光遲后變化，因而能夠形成系統(tǒng)變化，因此通過(guò)已知的計(jì)算裝置，能夠通過(guò)穿過(guò)被記錄圖像組的元素亮度的變化獲得圖像記錄攝像機(jī)中每一元素“象素”的傅里葉譜。
換句話說(shuō)，利用一雙折射裝置同時(shí)對(duì)一個(gè)圖像的所有區(qū)系統(tǒng)地改變光程差來(lái)完成FTS，以便通過(guò)合并多個(gè)圖像內(nèi)的強(qiáng)度值而為每個(gè)圖像區(qū)采集一個(gè)獨(dú)立的干涉圖。
本發(fā)明包括了這樣一個(gè)實(shí)施例，其中，裝配了沃拉斯頓棱鏡(Wollaston prism)，石英楔或其它雙折射裝置，以便使慢方向與機(jī)械長(zhǎng)軸成一定角度。
可采用具有一個(gè)普通圖像發(fā)生設(shè)備和至少一個(gè)普通圖像記錄設(shè)備的互補(bǔ)光程；在這種情況下，最好在各個(gè)光程中使用這樣的雙折射裝置，其具有與機(jī)械長(zhǎng)軸成45°的慢方向。在無(wú)需使用四分之一波長(zhǎng)片或其它輔助光學(xué)元件的情況下，其能夠允許條紋系統(tǒng)的產(chǎn)生和移動(dòng)。在雙折射裝置的記錄側(cè)最好使用偏振光束分光器作為偏振器。
本發(fā)明還包括一種在成像分光儀內(nèi)形成傅里葉轉(zhuǎn)換的方法，其包括使從一個(gè)場(chǎng)(其可為一實(shí)像)發(fā)出的光線通過(guò)一偏振器以在與光線通過(guò)的雙折射裝置中的條紋相同的平面內(nèi)形成一實(shí)像，且隨后通過(guò)一第二偏振器到達(dá)一圖像接收器，可控制地改變所述雙折射裝置內(nèi)的光程差，記錄所述接收器內(nèi)與光程差的變化有關(guān)的亮度變化，并計(jì)算出被記錄圖像的元素的光譜。
與以干涉儀為基礎(chǔ)的現(xiàn)有技術(shù)相比，這種總體設(shè)計(jì)和方法的優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)機(jī)械和熱應(yīng)力以及其機(jī)械部件的位移錯(cuò)誤并不明感，同時(shí)其允許從整個(gè)場(chǎng)所得的信息分析。例如，在這些具有穿過(guò)圖像的條紋的實(shí)施例中，通過(guò)合適地選擇雙折射元件的楔角和/或尺寸，能夠獲得理想大小的條紋間距。與干涉儀相比，條紋的方向和間距幾乎不受環(huán)境影響和鏡片偏位的影響。另外，在滑動(dòng)或螺旋機(jī)械中無(wú)需高機(jī)械精度的情況下，能使條紋移動(dòng)。在最佳實(shí)施例中，在可動(dòng)雙折射光學(xué)元件上或附近固定一標(biāo)記器，例如該標(biāo)記器可采用線，且其能夠以這樣的方式移動(dòng)，即通過(guò)攝像機(jī)中的圖像或通過(guò)一些其它形式的傳感器，開(kāi)關(guān)或機(jī)械裝置來(lái)指示條紋系統(tǒng)所處的位置。這一標(biāo)記器能夠作為所謂“零級(jí)條紋”或條紋圖形中心識(shí)別的導(dǎo)向件，從而有助于從一系列被記錄的圖像中計(jì)算出光譜。由于Garini等人的現(xiàn)有技術(shù)中的條紋位置不能由任意單個(gè)光學(xué)元件的位置確定，因而這樣一個(gè)標(biāo)記器不能任意地被用于現(xiàn)有技術(shù)中。
在某些實(shí)施例中，還能夠使光學(xué)效率接近100％。
特定實(shí)施例的描述下面，結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述將更清楚地理解本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中


圖1為一簡(jiǎn)單實(shí)施例，其引入了使用一個(gè)雙折射裝置的原理；圖2所示為對(duì)利用一偏振光束分光器獲得的光學(xué)傳輸效率改進(jìn)的方法；圖3為通過(guò)使用兩個(gè)雙折射裝置和加設(shè)另一個(gè)偏振光束分光器而將光效率增大至接近100％的方法；圖4所示為一實(shí)施例，其中加設(shè)了四分之一波長(zhǎng)的光學(xué)元件以允許用于雙折射裝置的更簡(jiǎn)便的機(jī)械結(jié)構(gòu)；圖5所示為一最佳實(shí)施例，其中使用了帶角度的雙折射裝置；及圖6所示為另一個(gè)實(shí)施例。
沒(méi)有必要繪出透鏡(包括顯微鏡透鏡)，該透鏡用于在由于光線通過(guò)而形成的條紋相同的平面內(nèi)，用于在雙折射元件內(nèi)或附近形成一視場(chǎng)的可見(jiàn)實(shí)像，及用于將實(shí)像的光學(xué)改進(jìn)形式轉(zhuǎn)送至一個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)感光表面，但應(yīng)認(rèn)為其存在于所有實(shí)施例中。也應(yīng)認(rèn)為進(jìn)入設(shè)備的光線的初始狀態(tài)是未偏折的。
另外，在所有附圖和相應(yīng)說(shuō)明中，描述了雙折射元件并稱其為沃拉斯頓棱鏡，該沃拉斯頓棱鏡為理想形式的棱鏡。沃拉斯頓棱鏡為一種雙折射光學(xué)元件，其包括兩個(gè)雙折射棱鏡，這兩個(gè)雙折射棱鏡象Addison-Wesley所發(fā)表的教科書(shū)Optics(第二版，1989)中、由Hecht，E披露的那樣被粘連在一起。
進(jìn)入沃拉斯頓棱鏡的光線被分為兩股不同的偏振部分，但如果光線進(jìn)入中心線上的任一點(diǎn)，由于雙折射效應(yīng)，這些元件則會(huì)進(jìn)行零相對(duì)阻滯(Zero relative retardation)。光沿垂直于上述中心線的光線穿過(guò)棱鏡時(shí)，所述阻滯會(huì)增至最大。根據(jù)常規(guī)的光學(xué)實(shí)踐，這里后一方向是指剪切方向。
在正交偏折棱鏡之間的多色光中，沃拉斯頓棱鏡的形狀應(yīng)能由等距離的平行條紋橫穿過(guò)去，所述平行條紋在棱鏡中央的最小阻滯區(qū)具有一黑線。條紋以與剪切方向成90°的方向延伸，且此處在給定的實(shí)施例中，通過(guò)以剪切方向移動(dòng)沃拉斯頓棱鏡可移動(dòng)干涉條紋圖形。
但是，在本發(fā)明的保護(hù)范圍中，可采用其它形式的雙折射元件來(lái)代替沃拉斯頓棱鏡。例如，由于造價(jià)問(wèn)題或因?yàn)閮?yōu)選非對(duì)稱條紋圖形，可優(yōu)選一簡(jiǎn)單的雙折射材料楔形體，或一種楔形體和一邊緣平行的雙折射板的組合體。
可使用洛匈棱鏡或某種沃拉斯頓棱鏡，在這些實(shí)施例中，以例如沿光軸改變條紋位置的方式定位光軸，以允許條紋系統(tǒng)從棱鏡表面作很小的位移，以便使棱鏡上的一些瑕疵，灰塵顆粒等位于焦點(diǎn)外。但是，實(shí)像卻能一直形成于與條紋系統(tǒng)相同的平面內(nèi)。
多種已知的光學(xué)雙折射裝置，包括能夠用索萊爾補(bǔ)償器(SoleilCompensator)來(lái)產(chǎn)生一均勻場(chǎng)而不是一條紋圖形。就索萊爾補(bǔ)償器而言，可對(duì)雙折射材料的楔形體作相對(duì)地機(jī)械改進(jìn)，從而當(dāng)通過(guò)沃拉斯頓棱鏡在場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生變化時(shí)，能均勻地在整個(gè)場(chǎng)產(chǎn)生相同的光遲后變化。
設(shè)有一索萊爾型雙折射元件的本發(fā)明可被認(rèn)為是一種擴(kuò)大條紋以充滿整個(gè)圖像的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還包括雙折射光電裝置的使用，通過(guò)利用液晶體，光彈性或其它效應(yīng)可用電學(xué)方式調(diào)整這些裝置以改變這些裝置內(nèi)的光程差，從而消除了移動(dòng)這些部件的需要。
在圖1所示的最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，物體光線由物區(qū)1穿過(guò)一透鏡2，經(jīng)一線偏振濾光片3到達(dá)位于一沃拉斯頓棱鏡附近或內(nèi)部的像面4。隨后，光線通過(guò)該棱鏡到達(dá)作為檢偏器(analyser)的一第二線偏振器6。
根據(jù)已知的控制通過(guò)雙折射材料的光線特性的原理，干涉會(huì)發(fā)生在檢偏器6。如果光線從檢偏器進(jìn)入設(shè)有一合適透鏡8的攝像機(jī)，如用電耦合器件制成的機(jī)視攝像機(jī)(CCD TV camera)的感光目標(biāo)7，則會(huì)在攝像機(jī)的感光表面形成于沃拉斯頓棱鏡附近或內(nèi)部的像面4中的實(shí)像的繼電形式圖像。
在這一圖像中，一白色條紋應(yīng)占據(jù)沃拉斯頓棱鏡的中央?yún)^(qū)域且在每一側(cè)呈現(xiàn)一系列有色條紋。為了形成這種圖形，3和6的偏振方向(如圖1中虛線9所示)應(yīng)平行且與沃拉斯頓棱鏡的剪切方向呈45°。由于當(dāng)沃拉斯頓棱鏡5從光程上移去或被非雙折射玻璃片替代時(shí)，會(huì)形成明亮的無(wú)條紋圖形，因此這種結(jié)構(gòu)最好采用更傳統(tǒng)的交叉形式的偏振器。在與所述條紋相同的平面內(nèi)，這一無(wú)條紋圖形可被攝像機(jī)用作傳統(tǒng)的單色記錄。
通過(guò)沃拉斯頓棱鏡沿剪切方向(即沿沃拉斯頓棱鏡5的“長(zhǎng)軸”-圖1所描述的左右方向)的線性位移能完成以條紋位移形成傅里葉分析所需的圖像組。
圖2描述了一種在圖1所示實(shí)施例基礎(chǔ)上的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其中，用一偏振光束分光器10代替了檢偏器6。
在這種情況下，能使沿圖2中縱向、從分光器10發(fā)出的光線11產(chǎn)生與檢偏器6相似的圖像，但由于未含吸收材料的分光器具有優(yōu)良的偏振特性，因而本實(shí)施例所產(chǎn)生的圖像具有稍強(qiáng)一些的亮度。從分光器發(fā)出且射向圖右側(cè)的光線12為光束的中心射線，通過(guò)該光束能形成棱鏡5的另一圖像，且與通過(guò)垂直光束形成的條紋圖形互補(bǔ)的條紋圖形通過(guò)該圖像。
參照以上圖1所描述的狀態(tài)，在每一側(cè)具有一系列亮條紋的情況下，該圖像在沃拉斯頓棱鏡5的中央具有暗的條紋。預(yù)計(jì)在上述垂直和水平發(fā)射的光束可由傳統(tǒng)的光學(xué)裝置導(dǎo)至同一攝像機(jī)中感光表面的分割區(qū)域或其它的獨(dú)立攝像機(jī)。由于分析所需的元素集合中每一元素上的圖像均可被用于相同光譜的測(cè)定，因此能獲得相當(dāng)于圖1中裝置最少兩倍的亮度。
圖1和圖2中的設(shè)備的共同缺點(diǎn)在于偏振器3會(huì)吸收至少一半的入射光。這一缺點(diǎn)可由圖3的裝置克服，其中，用第一偏振光束分光器20代替偏振器3。
在圖3中，中心光線21從第一偏振光束分光器20導(dǎo)出并被水平反射出去。所述分光器的工作結(jié)果應(yīng)使該光線在水平面內(nèi)偏振。這意味著光線在未由正交平面反射器22破壞其偏振狀態(tài)的情況下就被反射，且之后光線垂直通過(guò)第一沃拉斯頓棱鏡23并隨后進(jìn)入一第二偏振光束分光器24，在該處，一部分光線被反射(光線25射向圖3的左側(cè))。由于第一沃拉斯頓棱鏡23的存在，其具有以與一“平行”偏振器20和檢偏器24的偏振方向成45°的剪切方向，因而該光線產(chǎn)生了一“亮條紋中央”圖像。
從分光器20垂直射出的光束26由平面反射器27反射，且隨后通過(guò)一與第一沃拉斯頓棱鏡23具有相同結(jié)構(gòu)和方位的沃拉斯頓棱鏡28。該光束29中的一部分通過(guò)分光器24并形成與光束25產(chǎn)生的干涉條紋圖形相同的圖形。這兩個(gè)圖形重疊且信號(hào)強(qiáng)度在聚焦在它們上的攝像機(jī)中相互加強(qiáng)。
同樣，由從分光器24發(fā)出并在圖中垂直通過(guò)的光線30形成的互補(bǔ)干涉條紋圖形通過(guò)沃拉斯頓棱鏡23和28的作用加強(qiáng)。
原則上，由于圖3中任意光學(xué)元件不會(huì)對(duì)光線作任何吸收，因此能獲得幾乎100％的光能。
雖然圖3的實(shí)施例能近似實(shí)現(xiàn)光線傳送的最大理論效率，從而能實(shí)現(xiàn)分光器的最大可能的靈敏度，但是也存在這樣的困難，即必須以精確相等的距離和不同的方向移動(dòng)兩個(gè)沃拉斯頓棱鏡。
參照?qǐng)D3，要求它們沿其長(zhǎng)軸方向(垂直條紋的方向)移動(dòng)，所述長(zhǎng)軸與分光器24的不同面成45°且不平行。這便要求驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械復(fù)雜性。
圖4所示為在各沃拉斯頓棱鏡44和45兩側(cè)加設(shè)四分之一波長(zhǎng)的雙折射制動(dòng)片40、41、42和43來(lái)克服這一困難的方法。如圖3所示那樣，對(duì)圖4中的分光器20、24和反射器22、27進(jìn)行標(biāo)記和定位。對(duì)四分之一波長(zhǎng)的雙折射制動(dòng)片進(jìn)行定向，使其晶格晶軸(通常所說(shuō)的慢和快方向)與分光器24的偏振面成45°。
根據(jù)已知的光學(xué)原理，四分之一波長(zhǎng)的雙折射制動(dòng)片40、42的效果在于能夠?qū)蓚€(gè)分光器改為圓形偏振器。用圓偏振光照射每一沃拉斯頓棱鏡44和45，且通過(guò)每個(gè)沃拉斯頓棱鏡的光線實(shí)際上首先穿過(guò)雙折射制動(dòng)片41或43并隨后通過(guò)分光器24會(huì)聚在一圓形檢偏器。
通過(guò)這一結(jié)構(gòu)，由沃拉斯頓棱鏡形成的條紋圖形不受沃拉斯頓棱鏡方位的約束，從而能通過(guò)將沃拉斯頓棱鏡設(shè)定為圖4中沃拉斯頓棱鏡44和45所處的位置能夠改善圖3的圖形，在該處兩剪切方向相互平行。隨后，通過(guò)將兩沃拉斯頓棱鏡安裝在一塊板上并通過(guò)一個(gè)機(jī)構(gòu)、以圖中箭頭46所示的方向同時(shí)移動(dòng)這兩個(gè)沃拉斯頓棱鏡便能容易地形成所要求的位移。之后，條紋平行于分光器24的邊緣。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例類似于圖4且以相同方式工作，但缺少了四分之一波長(zhǎng)的雙折射制動(dòng)片。在這種情況下，應(yīng)以這樣的方式組裝可移動(dòng)的分光器元件，即，使每一元件的慢方向與圖4中所示的運(yùn)動(dòng)方向成45度。分光器元件最好沿運(yùn)動(dòng)方向延伸以便它們的慢方向與其長(zhǎng)軸成45度。在這方面，它們不同于目前實(shí)際用于偏振顯微鏡檢查法的傳統(tǒng)石英楔，因?yàn)樗鍪⑿ň哂衅叫杏陂L(zhǎng)軸的慢方向。由于缺少了四分之一波長(zhǎng)的雙折射制動(dòng)片，因而這一實(shí)施例的造價(jià)更低且比前邊所描述的、圖4所示的實(shí)施例具有更寬的波長(zhǎng)范圍。
圖5描述了可包括透鏡和其它光學(xué)元件的方法。一個(gè)這樣的元件為輸入透鏡50，該透鏡能夠在如沃拉斯頓棱鏡51、52這樣的可移動(dòng)分光器元件的平面內(nèi)形成視場(chǎng)的實(shí)像。
另一個(gè)元件為通過(guò)45°反射棱鏡53或類似元件的入射光的通道，因此為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械平衡，最好將分光器24垂直設(shè)置在分光器20的上方。
另一個(gè)特點(diǎn)在于使用了45°反射棱鏡54、55或類似元件，以便使從分光器24外表面發(fā)出的光束25、30形成平行或接近平行的方向以便它們能進(jìn)入透鏡56，該透鏡在攝像機(jī)中形成有兩個(gè)鄰近的視場(chǎng)圖像，另一個(gè)特點(diǎn)在于加設(shè)了向場(chǎng)透鏡57和58，所述向場(chǎng)透鏡具有使透鏡50的出射光瞳的兩重疊圖像變?yōu)橥哥R56的入射光瞳的功能，因此，根據(jù)已知的光學(xué)實(shí)踐，能夠避免攝像機(jī)內(nèi)圖像亮度的偏差和損失。
在圖6所示的實(shí)施例中，代替兩個(gè)雙折射可動(dòng)元件，僅設(shè)置一個(gè)沃拉斯頓棱鏡60。在這種情況下，由分光器20分開(kāi)的光線，例如通過(guò)45°偏折棱鏡61和62導(dǎo)引，經(jīng)過(guò)同一個(gè)沃拉斯頓棱鏡60的鄰近區(qū)域由反射棱鏡63、64變?yōu)槠叫谢蚪咏叫校鑫掷诡D棱鏡60可由石英楔或其它類似元件代替。
在圖6中，使雙折射裝置60以垂直于紙面的方向移動(dòng)并在兩個(gè)圖像內(nèi)形成相同的條紋位移。這一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于與其它實(shí)施例相比，單個(gè)雙折射裝置，如沃拉斯頓棱鏡60能更任意、更經(jīng)濟(jì)地制造，因?yàn)樵谄渌鼘?shí)施例中，兩個(gè)這樣的裝置必須匹配達(dá)到緊公差以使它們具有相同的楔角、條紋間距和其它特性。
光束通過(guò)設(shè)置與偏折棱鏡61和62相同的45°反射棱鏡63、64可在分光器24中匯合，或通過(guò)獨(dú)立的攝像機(jī)記錄。
本發(fā)明還包括這樣的實(shí)施例，其中，分光器本身為已知的雙折射形式，如薩瓦板(Savart plate)，其在無(wú)需45°反射棱鏡的情況下，能夠形成射出光束所需的橫向位移。
本發(fā)明的其它實(shí)施例包括代替普通的四分之一波長(zhǎng)片，可采用消色四分之一波長(zhǎng)片或菲涅爾菱形板，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠增大分光儀可操作的波長(zhǎng)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于傅里葉轉(zhuǎn)換譜的設(shè)備，其中，在偏振裝置之間的光程上設(shè)置至少一個(gè)雙折射裝置，同時(shí)在所述偏振裝置前后分別設(shè)有圖像發(fā)生和記錄設(shè)備，所述圖像發(fā)生設(shè)備在與由所述雙折射裝置產(chǎn)生的條紋相同的平面內(nèi)產(chǎn)生一實(shí)像場(chǎng)，及用于改變所述雙折射裝置中的光所經(jīng)歷的光程差的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述雙折射裝置具有與其機(jī)械長(zhǎng)軸方向成一定角度的慢方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述角度為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備具有互補(bǔ)光程，其具有一個(gè)普通圖像發(fā)生設(shè)備和記錄互補(bǔ)圖像的圖像記錄設(shè)備，或一普通圖像記錄設(shè)備。
5.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述偏振器中的至少一個(gè)為偏振光束分光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于在每一可移動(dòng)的雙折射裝置附近設(shè)置四分之一波長(zhǎng)的雙折射制動(dòng)片。
7.根據(jù)在前權(quán)利要求中任意一條所述的設(shè)備，其特征在于在所述雙折射裝置上固定有一標(biāo)記器。
8.一種在成像分光儀內(nèi)形成傅里葉轉(zhuǎn)換的方法，其包括使從一個(gè)場(chǎng)發(fā)出的光線通過(guò)一偏振器以在與光線通過(guò)的雙折射裝置中的條紋相同的平面內(nèi)形成一實(shí)像場(chǎng)，且隨后通過(guò)一第二偏振器到達(dá)一圖像接收器，可控制地改變所述雙折射裝置內(nèi)的光程差，記錄所述接收器內(nèi)與光程差的變化相關(guān)的亮度變化，并計(jì)算出圖像記錄元素的光譜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在所述雙折射裝置上固定有一標(biāo)記器且該標(biāo)記器的位置用于識(shí)別零級(jí)條紋的位置。
全文摘要
利用雙折射裝置同時(shí)對(duì)一個(gè)圖像的所有區(qū)域系統(tǒng)地改變光程差來(lái)完成傅里葉轉(zhuǎn)換譜,以便通過(guò)合并多個(gè)圖像內(nèi)的強(qiáng)度值而為每一圖像采集獨(dú)立的干涉圖。鏡片可允許光通過(guò)量到達(dá)100%的理論效率。
文檔編號(hào)G01J3/447GK1265738SQ9880771
公開(kāi)日2000年9月6日 申請(qǐng)日期1998年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月29日
發(fā)明者威廉·布拉德肖·阿莫斯 申請(qǐng)人:威廉·布拉德肖·阿莫斯