干涉型分光高光譜成像儀的原理及特點
發布時間:2024-07-12
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高光譜成像儀按分光方式不同可以分為不同的類型,通常有色散型、干涉型及濾光片型。本文對干涉型分光高光譜成像儀的原理及特點作了介紹。
高光譜成像儀按分光方式不同可以分為不同的類型,通常有色散型、干涉型及濾光片型。本文對干涉型分光高光譜成像儀的原理及特點作了介紹。
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是以推掃形式獲得。區別于色散型光譜儀,干涉型光譜儀是利用傅里葉變換從采集的目標干涉圖像中求得其光譜信息。干涉型光譜成像分為時間調制、空間調制及時空混合調制型。三種方式的共同點是獲得目標對象的空間干涉信息都要使用到狹縫及動鏡結構。
如下圖所示為邁克爾遜干涉光譜儀的示意圖。從成像系統輸出的光經過狹縫和準直系統后,經過分束器分為反射和透射兩束光束,最后經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,從而將相應的干涉圖呈在探測器上。通過調節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。
如下圖是Sagnac型干涉儀示意圖。入射光線經過前置系統后,在狹縫處發生匯聚,經過準直后的光線進入分束器,則可以得到分光后的反射光和透射光,當動鏡與靜鏡出現夾角時會產生光程差,進而發生干涉現象。經過柱面鏡成像可以同時得到目標的干涉信息以及空間信息。
如下圖所示為時空混合調制型光譜儀示意圖。其干涉結果中的光程差與時間空間都有關聯,其優點是沒有狹縫與運動部件,通過全視場推掃獲取完整干涉圖,即非實時獲取空間分量和光譜分量。
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