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干涉型高光譜相機的三大優點

2023-10-24

干涉型光譜成像技術,又名傅里葉變換光譜成像技術,干涉型高光譜相機是這種技術的典型應用,可以快速獲得多維度的數據信心。本文主要介紹了干涉型高光譜相機的優點。

 


1. 高通量優點(Jaquinot 優點)

法國物理學家Jaquinot首先提出,由于狹縫寬度所決定的光譜分辨率和光通量成相互制約的關系,因此色散型高光譜相機輻射通量較低。而干涉型成像光譜儀是通過測量干涉型圖的干涉型強度,再通過換算得到相應譜段的光譜信息,因此在相同光譜分辨率情況下,其可以利用所有光譜元的輻射通量,大大提高了干涉型儀的探測靈敏度和在弱光譜環境下的工作能力

 

2. 多通道優點(Fellgett優點)

英國天文物理學家Fellgett率先認識到,與掃描單色儀相比,在獲取光譜信息方面,光譜儀具有多通道優點。傳統色散型光譜儀在進行光譜掃描時,每次只能測定一個光譜元。

假定所測量的光譜段共有M個光譜元,測量完所有光譜元所需時間為T,則單個光譜元的測量時間△T=T/M。而干涉型型光譜儀運行時,各光譜元的光譜信息是被一次性采集的。這就是說,各光譜元的測量時間均為T,從獲得單個光譜元測量時間來看,干涉型高光譜相機是色散型的M倍。同時,當探測器輸出信號的隨機噪聲與信號電平本身無關時,復原光譜的信噪比和測量時間的平方根成正比,因此干涉型高光譜相機在信噪比方面是色散高光譜相機VM倍。

 

3. 高測量精度優點(Connes優點)

法國物理學家Connes在研究光譜復原的ghost現象時,首次提出該現象是由于動鏡構件在測量時運動的不準確性所導致的。針對該問題,他提出使用高精度的激光干涉型條紋來測量動鏡的位移,消除了ghost現象,提高測量精度。

根據這三種優點,且隨著計算機技術的發展,光譜儀數據處理能力的提高,各國相繼設計出各式各樣的干涉型高光譜相機

干涉型高光譜相機又被分為多光束干涉型儀和雙光束干涉型儀兩種。多光束干涉型光譜分辨率極高,但其具有制造工藝難度大,視場較小的缺陷3]。雙光束干涉型高光譜相機采用的是最簡單的雙光束干涉型成像,又被稱為傅里葉變換成像光譜儀,簡稱為IFTSImaging Fourier Transform Spectrometer)。依照光程差獲取方式,IFTS被區分為三種調制類型,包括時間型,空間型和時空聯合型。

 

 

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