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干涉型高光谱相机的三大优点

2023-10-24

干涉型光谱成像技术,又名傅里叶变换光谱成像技术,干涉型高光谱相机是这种技术的典型应用,可以快速获得多维度的数据信心。本文主要介绍了干涉型高光谱相机的优点。

 


1. 高通量优点(Jaquinot 优点)

法国物理学家Jaquinot首先提出,由于狭缝宽度所决定的光谱分辨率和光通量成相互制约的关系,因此色散型高光谱相机辐射通量较低。而干涉型成像光谱仪是通过测量干涉型图的干涉型强度,再通过换算得到相应谱段的光谱信息,因此在相同光谱分辨率情况下,其可以利用所有光谱元的辐射通量,大大提高了干涉型仪的探测灵敏度和在弱光谱环境下的工作能力

 

2. 多通道优点(Fellgett优点)

英国天文物理学家Fellgett率先认识到,与扫描单色仪相比,在获取光谱信息方面,光谱仪具有多通道优点。传统色散型光谱仪在进行光谱扫描时,每次只能测定一个光谱元。

假定所测量的光谱段共有M个光谱元,测量完所有光谱元所需时间为T,则单个光谱元的测量时间△T=T/M。而干涉型型光谱仪运行时,各光谱元的光谱信息是被一次性采集的。这就是说,各光谱元的测量时间均为T,从获得单个光谱元测量时间来看,干涉型高光谱相机是色散型的M倍。同时,当探测器输出信号的随机噪声与信号电平本身无关时,复原光谱的信噪比和测量时间的平方根成正比,因此干涉型高光谱相机在信噪比方面是色散高光谱相机VM倍。

 

3. 高测量精度优点(Connes优点)

法国物理学家Connes在研究光谱复原的ghost现象时,首次提出该现象是由于动镜构件在测量时运动的不准确性所导致的。针对该问题,他提出使用高精度的激光干涉型条纹来测量动镜的位移,消除了ghost现象,提高测量精度。

根据这三种优点,且随着计算机技术的发展,光谱仪数据处理能力的提高,各国相继设计出各式各样的干涉型高光谱相机

干涉型高光谱相机又被分为多光束干涉型仪和双光束干涉型仪两种。多光束干涉型光谱分辨率极高,但其具有制造工艺难度大,视场较小的缺陷3]。双光束干涉型高光谱相机采用的是最简单的双光束干涉型成像,又被称为傅里叶变换成像光谱仪,简称为IFTSImaging Fourier Transform Spectrometer)。依照光程差获取方式,IFTS被区分为三种调制类型,包括时间型,空间型和时空联合型。

 

 

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