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干涉型高光譜成像儀的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

發(fā)布時間:2023-11-17
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高光譜成像儀?根據(jù)分光原理的不同,可分為色散型、干涉型、計(jì)算層析型等幾種類型。其中,干涉型高光譜成像儀又包括時間調(diào)制型干涉、空間調(diào)制型干涉和時空混合調(diào)制型干涉。本文對干涉型高光譜成像儀的原理及優(yōu)缺點(diǎn)做了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!

高光譜成像儀根據(jù)分光原理的不同,可分為色散型、干涉型、計(jì)算層析型等幾種類型。其中,干涉型高光譜成像儀又包括時間調(diào)制型干涉、空間調(diào)制型干涉和時空混合調(diào)制型干涉。本文對干涉型高光譜成像儀的原理及優(yōu)缺點(diǎn)做了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!

高光譜成像儀

干涉型高光譜成像儀的原理:

干涉型光譜成像與色散型在采集二維光譜信息時的共通點(diǎn)是以推掃形式獲得。區(qū)別于色散型光譜儀,干涉型光譜儀是利用傅里葉變換從采集的目標(biāo)干涉圖像中求得其光譜信息。干涉型光譜成像分為時間調(diào)制、空間調(diào)制及時空混合調(diào)制型。三種方式的共同點(diǎn)是獲得目標(biāo)對象的空間干涉信息都要使用到狹縫及動鏡結(jié)構(gòu)。

如下圖所示為邁克爾遜干涉光譜儀的示意圖。從成像系統(tǒng)輸出的光經(jīng)過狹縫和準(zhǔn)直系統(tǒng)后,經(jīng)過分束器分為反射和透射兩束光束,最后經(jīng)過動鏡和靜鏡成像到探測器上,利用反射光與透射光的光程差,從而將相應(yīng)的干涉圖呈在探測器上。通過調(diào)節(jié)動鏡可以改變光程差,成像光譜儀的光譜分辨率與光程差成正比,即其光譜精度較高。

邁克爾遜干涉光譜儀的示意圖

如下圖是Sagnac型干涉儀示意圖。入射光線經(jīng)過前置系統(tǒng)后,在狹縫處發(fā)生匯聚,經(jīng)過準(zhǔn)直后的光線進(jìn)入分束器,則可以得到分光后的反射光和透射光,當(dāng)動鏡與靜鏡出現(xiàn)夾角時會產(chǎn)生光程差,進(jìn)而發(fā)生干涉現(xiàn)象。經(jīng)過柱面鏡成像可以同時得到目標(biāo)的干涉信息以及空間信息。

如下圖所示為時空混合調(diào)制型光譜儀示意圖。其干涉結(jié)果中的光程差與時間空間都有關(guān)聯(lián),其優(yōu)點(diǎn)是沒有狹縫與運(yùn)動部件,通過全視場推掃獲取完整干涉圖,即非實(shí)時獲取空間分量和光譜分量。

時空混合調(diào)制型光譜儀示意圖

干涉型高光譜成像儀的優(yōu)缺點(diǎn):

(1)優(yōu)勢:光譜分辨率高;信噪比高。

(2)劣勢:結(jié)構(gòu)復(fù)雜;所獲干涉圖需進(jìn)一步處理。

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