干涉型高光譜成像儀的原理及優(yōu)缺點
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)缺點做了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
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。
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。
干涉型高光譜成像儀的優(yōu)缺點:
(1)優(yōu)勢:光譜分辨率高;信噪比高。
(2)劣勢:結(jié)構(gòu)復(fù)雜;所獲干涉圖需進一步處理。
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