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采用菲涅爾雙面鏡的全反射式傅立葉變換成像光譜儀的制作方法

文檔序號(hào):6099744閱讀:329來源:國(guó)知局
專利名稱:采用菲涅爾雙面鏡的全反射式傅立葉變換成像光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種全反射式傅立葉變換成像光譜儀,屬于遙感技術(shù)領(lǐng)域中成像光譜儀的設(shè)計(jì)技術(shù)范疇;特別涉及空間調(diào)制干涉型傅立葉變換成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)
傅立葉變換成像光譜儀(Fourier Transform imaging spectrometer)又稱作干涉型成像光譜儀(imaging interferometer)。與傳統(tǒng)的色散型成像光譜儀相比較,傅立葉變換成像光譜儀具有輸入光通量大、光譜分辨率高的特點(diǎn),因此特別適合于航空航天遙感領(lǐng)域中的高光譜成像(Hyper spectralimaging)。從光學(xué)原理上看,傅立葉變換成像光譜儀可以劃分為時(shí)間調(diào)制(Temporarily Modulated)干涉成像光譜儀和空間調(diào)制(Spatially Modulated)干涉成像光譜儀兩大類。前者以依靠動(dòng)鏡掃描的邁克爾遜型(Michelson)傅立葉變換成像光譜儀為代表;后者的典型代表主要有采用Sagnac分束結(jié)構(gòu)或其變體的傅立葉變換成像光譜儀,以及雙折射晶體分束式即偏振干涉式傅立葉變換成像光譜儀等。文獻(xiàn)[3]、[4]、[5]分別介紹了采用Sagnac型分束干涉部件的空間調(diào)制型傅立葉變換成像光譜儀;文獻(xiàn)[6]、[7]分別介紹了采用偏振型分束干涉部件的空間調(diào)制型傅立葉變換成像光譜儀。注意到上述裝置都在它們的干涉系統(tǒng)中采用了透反式分束板或者透射式分光部件。
在國(guó)內(nèi)專利方面,中國(guó)專利No.99115952[8]和No.99256131[9]分別介紹了采用Sagnac分束結(jié)構(gòu)的干涉型成像光譜儀;No.01213109[10]、No.01213108[11]以及No.99256129[12]分別介紹了采用偏振型器件的干涉型成像光譜儀。上述發(fā)明裝置的共同特點(diǎn)是都包含透反式或透射式光學(xué)部件。
在國(guó)際專利方面,美國(guó)專利US4523846[13]和US5777736[14]分別介紹了采用Sagnac分束結(jié)構(gòu)的干涉型成像光譜儀,二者都包含透反式或透射式光學(xué)部件;美國(guó)專利US5260767[15]雖然介紹了一種全反射式成像光譜儀,但它采用的是色散型分光結(jié)構(gòu),不屬于傅立葉變換成像光譜儀的類型。
綜上所述,迄今為止的傅立葉變換成像光譜儀都不可避免的采用了透反式或透射式的分束干涉結(jié)構(gòu)。從原理上看,透反式或透射式分束干涉結(jié)構(gòu)存在很多問題。其一,光譜范圍受到限制;透反式分束板的基底材料對(duì)光波段有選擇性;同時(shí),鍍?cè)诨妆砻娴姆质さ姆止獗纫才c波長(zhǎng)有關(guān);結(jié)果導(dǎo)致在成像光譜儀中必須采用多個(gè)具有不同光譜特性的分束板才能完成從可見光至紅外波段的分束干涉,從而加大整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。其二,光能損失較大,分束器件透反射比例的非對(duì)稱性以及在分束板的表面和內(nèi)部存在的光損耗都會(huì)造成光能損失,這一問題不利于低照度下的高光譜成像。其三,偏振問題,分束膜導(dǎo)致兩束光存在偏振現(xiàn)象,結(jié)果導(dǎo)致干涉調(diào)制度下降,從而降低所獲取光譜圖像的信噪比。其四,光程差與條紋位置的非線性問題。透反式和透射式干涉結(jié)構(gòu)采用分振幅干涉原理,因此必須在干涉光路中采用一個(gè)傅立葉透鏡才能使光程差與條紋位置成線性關(guān)系,這也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
廖寧放,基于干涉型傅立葉變換成像光譜帶寬圖像處理系統(tǒng),國(guó)家863-13主題項(xiàng)目2002AA135040研究報(bào)告,2004。
楚建軍,傅立葉變換成像光譜技術(shù)研究,北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文,2002.。
R.G.Sellar,J.B.Rafert,The effects of aberrations on spatially modulated Fourier transformspec-trometers.Opt.Engng.,1994,33(16)3087~3092. R.G.ellar,J.B.Rafert,F(xiàn)ourier transform imaging spectrometer with a single toroidal optic.Appl.Opt.,1995,34(16)2931~2933. J.B.Rafert,R.G.Sellar,J.H.Blatt,Monolithic Fourier transform imaging spectrometer.Appl.Opt.,1995,34(31)7228~7230. P.D.Hammer,E.P.J.Valero,D.L.Peterson,An imaging interferometer for terrestrial remote sensing.Proc.SPIE,1993,1937244~255. W.H.Smith,P.D.Hammer,Digital array scanned interferometersensors and results.Appl.Opt.,1 996,35(16)2902~2909. 相里斌 趙葆常 楊建峰 王煒 原新晶 高立民 王忠厚 袁艷,高靈敏度干涉成像光譜裝置,中國(guó)專利99256131。
相里斌 趙葆常 楊建峰 原新晶 高立民 王忠厚 袁艷 王煒,一種干涉成像光譜技術(shù)及其裝置,中國(guó)專利99115952。
張淳民 相里斌 趙葆常 楊建峰,超小型穩(wěn)態(tài)偏振干涉成像光譜儀,中國(guó)專利01213109。
張淳民,穩(wěn)態(tài)大視場(chǎng)偏振干涉成像光譜儀,中國(guó)專利01213108。
相里斌楊建峰阮萍張淳民王煒,偏振型干涉成像光譜儀,中國(guó)專利99256129。
Integrated optics in an electrically scanned imaging Fourier transform spectrometer.Patent NumberUS4523846. High Etendue Imaging Fourier Transform Spectrometer.Patent NumberUS5777736. Compact all-reflective imaging spectrometer,Patent NumberUS526076
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有傅立葉變換成像光譜儀的透反式或透射式分束干涉結(jié)構(gòu)存在的問題,本發(fā)明提出一種采用菲涅爾(Fresnel)雙面反射鏡作為干涉部件的全反射式傅立葉變換成像光譜儀。菲涅爾雙面反射鏡是一種經(jīng)典的分波前干涉裝置,與其它分振幅干涉裝置相比,菲涅爾雙面鏡具有全反射的特點(diǎn),因此可以工作在從可見光到熱紅外的波段范圍。值得注意,菲涅爾雙面反射鏡的干涉調(diào)制度與狹縫寬度有一定聯(lián)系,因此在傳統(tǒng)的非成像型傅立葉變換成像光譜儀中,例如邁克爾遜型(Michelson)干涉儀,一般都不采用菲涅爾雙面反射鏡干涉結(jié)構(gòu)而采用了分振幅干涉結(jié)構(gòu)。然而,本發(fā)明涉及的成像光譜儀對(duì)空間分辨率有較高要求,必須采用一個(gè)狹縫來限制瞬時(shí)視場(chǎng)(IFOV),因此,采用菲涅爾雙面反射鏡的干涉結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)成像光譜儀的干涉調(diào)制度造成影響。
本發(fā)明的傅立葉變換成像光譜儀具有全反射的光路結(jié)構(gòu)。整個(gè)裝置由反射式前置望遠(yuǎn)鏡、入射狹縫、反射式準(zhǔn)直鏡、菲涅爾雙面鏡、反射式柱面鏡、焦平面探測(cè)器以及信號(hào)采集處理系統(tǒng)等部分組成。前置望遠(yuǎn)鏡把遠(yuǎn)距離的線狀目標(biāo)成像在入射狹縫上,這相當(dāng)于在空間遙感系統(tǒng)中,把垂直于推掃方向的遠(yuǎn)距離一維線狀目標(biāo)成像于干涉系統(tǒng)的入射狹縫上。準(zhǔn)直鏡把入射狹縫的出射光平行投射到菲涅爾雙面反射鏡表面;菲涅爾雙面鏡的表面鍍金以實(shí)現(xiàn)可見光到熱紅外的寬光譜反射特性;經(jīng)過菲涅爾雙面鏡反射后,由狹縫上發(fā)出的一束光被分解成兩束具有一定交角的光束;柱面鏡的母線與菲涅爾雙面鏡的交線相互垂直,因此可以把狹縫的一維灰度圖像聚焦到探測(cè)器表面,同時(shí)又不妨礙菲涅爾雙面鏡的兩束光在探測(cè)器表面產(chǎn)生另一維干涉條紋。采用光譜響應(yīng)范圍分別為可見光及近紅外(VIS&NIR,0.4-1μm)、短波紅外(SWIR,1-5μm)以及長(zhǎng)波紅外(LWIR,8-14μm)的焦平面探測(cè)器,就可以分別實(shí)現(xiàn)從可見光到紅外波段的干涉條紋圖像信號(hào)采集。信號(hào)采集處理系統(tǒng)由前置處理電路、視頻圖像采集卡、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及輸入輸出接口等組成,對(duì)焦平面探測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采集和處理,并完成由空域到頻域的傅立葉變換,最后求出狹縫上各點(diǎn)圖像的光譜分布。完整的一幅二維目標(biāo)圖像的光譜圖像(即光譜圖像數(shù)據(jù)立方體)可以通過沿著與狹縫垂直方向的推掃(push-broom)過程產(chǎn)生。
本發(fā)明裝置具有光譜范圍寬、光通量大、圖像信噪比高以及光學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),特別適合于航空航天遙感領(lǐng)域的高光譜成像系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的全反射式傅立葉變換成像光譜儀的光路結(jié)構(gòu)示意。
圖2為本發(fā)明的菲涅爾雙面鏡干涉圖案產(chǎn)生原理示意。
圖3為本發(fā)明的菲涅爾雙面鏡、柱面聚焦鏡、焦平面探測(cè)器的光路原理示意。
圖4為本發(fā)明信號(hào)采集處理系統(tǒng)原理。
圖5為第1實(shí)施例原理圖。
圖6為第2實(shí)施例原理圖。
圖中主要結(jié)構(gòu)為1-前置望遠(yuǎn)鏡,2-狹縫,3-反射式準(zhǔn)直鏡,4-菲涅爾雙面鏡,5-反射式柱面鏡,6-焦平面探測(cè)器,7-信號(hào)采集處理系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明敘述的傅立葉變換成像光譜儀,其特點(diǎn)是在光學(xué)系統(tǒng)中采用一組菲涅爾雙面反射鏡作為分束干涉部件,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)的全反射特性。現(xiàn)結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4以及圖5對(duì)本發(fā)明的工作原理說明如下。
如圖1所示,本發(fā)明裝置由反射式前置望遠(yuǎn)鏡1、狹縫2、反射式準(zhǔn)直鏡3、菲涅爾雙面鏡4、反射式柱面鏡5、焦平面探測(cè)器6以及信號(hào)采集處理系統(tǒng)7組成。
前置望遠(yuǎn)鏡1把遠(yuǎn)距離的線狀物成像在入射狹縫2上,這相當(dāng)于在空間遙感系統(tǒng)中,把垂直于推掃方向的遠(yuǎn)距離地面的線狀目標(biāo)成像于干涉系統(tǒng)的入射狹縫上。在狹縫2之后,反射式準(zhǔn)直鏡3把狹縫的出射光投射到菲涅爾雙面鏡4表面;經(jīng)過菲涅爾雙面鏡4反射后,狹縫2出射的一束光被分解為兩束互相成一定交角的光;該兩束光再經(jīng)過反射式柱面鏡5聚焦后投射到焦平面探測(cè)器6表面,并在焦平面探測(cè)器6表面同時(shí)形成一維干涉條紋分布和另一維的灰度圖像分布。其中,反射式柱面鏡5的母線與菲涅爾雙面鏡4的交線相互垂直;干涉條紋的方向與反射式柱面鏡5母線平行。焦平面探測(cè)器6采用具有寬光譜響應(yīng)的傳感器件以實(shí)現(xiàn)寬光譜波段的信號(hào)采集。信號(hào)采集處理系統(tǒng)7由前置處理電路、視頻圖像采集卡、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及輸入輸出接口等組成,將焦平面探測(cè)器的視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào),并實(shí)施由空域到頻域的傅立葉變換,就可以求出沿狹縫方向分布的一維目標(biāo)圖像的光譜分布。另一維目標(biāo)圖像的光譜分布可由推掃過程產(chǎn)生,推掃方向與狹縫方向垂直。
菲涅爾雙面鏡4的干涉原理如圖2所示。菲涅爾雙面鏡中兩平面反射鏡S1、S2間有一很小的交角θ,兩鏡的交線和圖面垂直且通過O點(diǎn)??紤]理想情形,假設(shè)很細(xì)的入射狹縫位于圖中L處,即L處出射的為理想球面波,又假設(shè)兩個(gè)反射鏡分別為理想平面,那么由L點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過兩個(gè)反射鏡后形成兩個(gè)分開的虛象L1和L2,它們是一對(duì)相干的虛光源,兩像位于以O(shè)點(diǎn)為圓心,OL為半徑的圓周上,弧L1L2等于2θ。按照波動(dòng)光學(xué)理論,L點(diǎn)發(fā)出的光波經(jīng)S1和S2反射鏡后得到兩系球面波,其中心分別為L(zhǎng)1和L2。這兩系球面波有部分重疊,在這個(gè)重疊部分產(chǎn)生了兩束球面波的干涉。在放置于干涉區(qū)域內(nèi)的任一平面BB上可以對(duì)干涉圖進(jìn)行收集。
由于本發(fā)明裝置在干涉光路中采用了準(zhǔn)直鏡和分波前干涉原理,因此在焦平面上產(chǎn)生的光程差ΔL與干涉條紋位置ξ的關(guān)系是ΔL=2ξsinθ,其中θ為菲涅爾雙面鏡的交角,因此光程差與干涉條紋位置成線性關(guān)系。
本發(fā)明裝置在焦平面探測(cè)器表面產(chǎn)生的干涉條紋寬度Δx由下式計(jì)算Δx=λ2sinθ---(1)]]>其中λ為光波長(zhǎng),θ為菲涅爾雙面鏡的交角。由(1)式可知,菲涅爾雙面鏡的交角越大,干涉條紋越密,對(duì)探測(cè)器的分辨率要求越高。
本發(fā)明理論上的光譜分辨極限(即最小可分辨波數(shù)差δv)主要取決于光學(xué)系統(tǒng)的幾何參數(shù)及探測(cè)器特性。計(jì)算公式為δv=12ξMsinθ---(2)]]>其中ξM為探測(cè)器的最大寬度,2ξMsinθ就是干涉系統(tǒng)所獲得的最大光程差。由(2)式可知,焦平面探測(cè)器的總寬度越大,則光譜分辨率越高。
根據(jù)(1)式還可推出本發(fā)明的可探測(cè)光譜的截止波長(zhǎng)計(jì)算式λcut-off=4dsinθ (3)其中d為CCD單元尺寸。
由(3)式可知,具有高像素密度的探測(cè)器有助于擴(kuò)展系統(tǒng)的可探測(cè)波長(zhǎng)范圍。
本發(fā)明的信號(hào)采集處理系統(tǒng)7原理如圖4所示。由焦平面探測(cè)器6采集到的復(fù)合視頻信號(hào)包含狹縫的一維灰度圖像信息及一維干涉條紋信息,在CPU的控制下,輸入信號(hào)經(jīng)前置處理電路和A/D轉(zhuǎn)換處理后,保存在內(nèi)存中。系統(tǒng)對(duì)保存的信號(hào)進(jìn)行處理,完成由空域到頻域的傅立葉變換,求出狹縫上各點(diǎn)圖像的光譜分布并將結(jié)果保存,以備進(jìn)一步的應(yīng)用。CPU還可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行推掃同步采樣,從而使系統(tǒng)得到完整目標(biāo)的光譜圖像數(shù)據(jù)立方體。
在本發(fā)明中,光譜分布B(v)由干涉條紋分布I(ξ)的傅立葉變換得到,即B(v)=FT{I(ξ)}(4)
在計(jì)算機(jī)中,可以采用一維離散傅立葉變換算法計(jì)算(4)式,方法如下設(shè)在與干涉條紋相垂直的方向上,可以取得干涉條紋強(qiáng)度分布的數(shù)據(jù)序列I(ξ),ξ=0,1,2...N-1則I(ξ)的傅立葉變換式為B(0)=1NΣξ=0N-1I(ξ)]]>B(v)=2NΣn=0N-1I(ξ)cos(2ξ+1)vπ2N---(5)]]>v=1,2,3,...N-1ξ=0,1,2,3...N-1目前可以利用商品化的快速傅立葉變換(FFT)軟件完成上述計(jì)算。
在本發(fā)明的計(jì)算結(jié)果中,對(duì)光譜數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)位置標(biāo)定采用如下方法根據(jù)本發(fā)明裝置的光程差ΔL與干涉條紋在焦平面的位置坐標(biāo)ξ的線性關(guān)系ΔL=2ξsinθ可知,對(duì)于任意給定波長(zhǎng)的單色光,其在焦平面產(chǎn)生的干涉條紋的間距相等;因此根據(jù)傅立葉變換的空間不變性可知,經(jīng)過傅立葉變換后,頻域空間的刻度也是線性的,即在計(jì)算結(jié)果的光譜數(shù)據(jù)序列中,波數(shù)值與數(shù)據(jù)序列號(hào)成正比關(guān)系。設(shè)在計(jì)算結(jié)果中,光譜數(shù)據(jù)序列為x1,x2,x3,......xn它們對(duì)應(yīng)的波數(shù)序列為v1,v2,v3,......vn則有如下比例關(guān)系v1-v2x1-x2=v3-v2x3-x2=Λvn-vn-1xn-xn-1---(6)]]>因此,在波長(zhǎng)標(biāo)定中,如果已知波數(shù)的起點(diǎn)位置,則僅需要確定其中一條已知波長(zhǎng)光線的譜線位置,就可以根據(jù)(6)式確定其它光線的波數(shù)位置。如果確定了兩條譜線的波數(shù)位置,則不需要波數(shù)的零點(diǎn)位置也能根據(jù)(6)式標(biāo)定整個(gè)波段的波數(shù)位置。
實(shí)施舉例在圖5所示的實(shí)施例1中,本發(fā)明裝置對(duì)近距離的線狀光源(汞燈)目標(biāo)進(jìn)行采樣,以標(biāo)定系統(tǒng)的譜線位置。其中,光源的兩條主要譜線波長(zhǎng)分別為4358nm(22946cm-1)和5461nm(18312cm-1);前置望遠(yuǎn)鏡1采用單個(gè)離軸拋物面反射鏡,焦距為250mm,有效口徑φ60mm,離軸距離30mm,在近軸區(qū)域具有很好的成像質(zhì)量;狹縫2位于前置望遠(yuǎn)鏡1的焦點(diǎn)附近,因此被測(cè)目標(biāo)的像被成在狹縫的入射面上。反射式準(zhǔn)直鏡3同樣采用一個(gè)與前置望遠(yuǎn)鏡1相同的離軸拋物面反射鏡,其物方焦點(diǎn)與前置望遠(yuǎn)鏡1的像面位置重合,即與狹縫2的像面位置重合;狹縫2的出射光被準(zhǔn)直后成為平行光束并以一定角度投射到菲涅爾雙面鏡4的中心區(qū)域。反射式柱面鏡5采用一個(gè)離軸設(shè)計(jì)的拋物線形柱面鏡,焦距為40mm,有效口徑50×50mm,離軸距離30mm;焦平面探測(cè)器采用硅CCD陣列(1/2英寸,768×586象素),在可見光及近紅外波段(0.4-1.0μm)有響應(yīng)。圖像采集卡為量化精度8bit的普通視頻圖像采集卡,通過PCI總線與計(jì)算機(jī)連接。信號(hào)處理系統(tǒng)采用可視化編程技術(shù),完成圖像采集、噪聲處理、FFT變換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。
設(shè)狹縫寬度為0.1mm,則對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)視場(chǎng)角為IFOV=0.1/250=0.004rad=4mrad.
設(shè)菲涅爾雙面鏡的交角為0.5°,CCD感光面接收干涉光束的有效寬度2ξM為7.68mm,則由光學(xué)系統(tǒng)限制的光譜(波數(shù))分辨極限為 同時(shí)設(shè)CCD單元尺寸d為9μm,則由光學(xué)系統(tǒng)限制的可探測(cè)截止波長(zhǎng)為λcut-off=4dsinθ=4×9000×sin0.5°≈314nm在圖6所示的實(shí)施例2中,本發(fā)明裝置對(duì)一維黑白條帶目標(biāo)進(jìn)行采樣,以獲得光譜圖像數(shù)據(jù)立方體。其中,被測(cè)目標(biāo)被普通鹵鎢燈照明,因此在可見光及近紅外波段具有連續(xù)光譜信號(hào);條帶方向與狹縫方向垂直;光學(xué)系統(tǒng)、焦平面探測(cè)器的參數(shù)與圖5完全相同。另外,圖6所示裝置也可以對(duì)紅外波段目標(biāo)采樣,此時(shí)將條帶目標(biāo)改為等溫條帶紅外輻射靶源,并把焦平面探測(cè)器改為紅外焦平面探測(cè)器。例如在1-5μm波段,采用制冷型PtSi-CCD陣列(512×512象素);在熱紅外8~12μm波段,采用制冷型HgCdTe焦平面器件或非制冷型紅外焦平面器件(512×512象素)。同樣設(shè)菲涅爾雙面鏡的交角為0.5°,PtSi-CCD陣列的單個(gè)像元尺寸為30μm,則系統(tǒng)可探測(cè)光譜的截止波長(zhǎng)為λcut-off=4×30×sin0.5°≈1.04μm
權(quán)利要求
1.一種采用菲涅爾雙面鏡的全反射式傅立葉變換成像光譜儀,包括光學(xué)結(jié)構(gòu)、焦平面探測(cè)器(6)以及信號(hào)采集處理系統(tǒng)(7);其特征是在它的光學(xué)結(jié)構(gòu)中采用一組菲涅爾雙面反射鏡(4)以構(gòu)成光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1所述的全反射式傅立葉變換成像光譜儀的光學(xué)結(jié)構(gòu),其特征是菲涅爾雙面鏡(4)由兩個(gè)具有一定交角θ的平面反射鏡S1、S2組成;光學(xué)結(jié)構(gòu)還包括一套反射式前置望遠(yuǎn)鏡(1)、狹縫(2)、反射式準(zhǔn)直鏡(3)、反射式柱面鏡(5);狹縫(2)位于前置望遠(yuǎn)鏡(1)的焦平面上,反射式準(zhǔn)直鏡(3)的物方焦點(diǎn)與狹縫(2)的像面位置重合;菲涅爾雙面鏡(4)位于反射式準(zhǔn)直鏡(3)之后;菲涅爾雙面鏡(4)后設(shè)置有反射式柱面鏡(5)、焦平面探測(cè)器(6)以及信號(hào)采集處理系統(tǒng)(7);反射式柱面鏡(5)母線分別與菲涅爾雙面鏡(4)兩鏡的交線及狹縫(2)垂直。
全文摘要
一種采用菲涅爾雙面反射鏡的全反射式傅立葉變換成像光譜儀。該系統(tǒng)由光學(xué)結(jié)構(gòu)、焦平面探測(cè)器及信號(hào)采集處理系統(tǒng)組成。光學(xué)結(jié)構(gòu)包括反射式前置望遠(yuǎn)鏡、狹縫、反射式準(zhǔn)直鏡、菲涅爾雙面反射鏡、反射式柱面鏡等部分。入射光被菲涅爾雙面反射鏡分解成兩束具有一定交角的相干光束,在焦平面探測(cè)器表面產(chǎn)生一維干涉條紋;另一維灰度圖由柱面鏡聚焦成像。二維焦平面探測(cè)器可采用可見光到長(zhǎng)波紅外(0.4-14μm)中任意波段。信號(hào)采集處理系統(tǒng)可得到狹縫上各點(diǎn)的圖像及光譜分布。沿與狹縫垂直方向推掃得到目標(biāo)光譜圖像數(shù)據(jù)立方體。本發(fā)明裝置光譜響應(yīng)波段寬、光通量大、信噪比高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,特別適用于航空航天遙感的高光譜成像領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01J3/26GK1837763SQ200510055609
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者趙達(dá)尊, 廖寧放, 楚建軍, 李穎, 黃慶梅, 蔣月娟, 胡威捷, 范秋梅 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)
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