手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
成像光譜儀系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)
高光譜成像儀將成像技術(shù)和光譜技術(shù)結(jié)合在一起，在探測物體空間特征的同時(shí)并對每個空間像元色散形成幾十個到上百個波段帶寬為10nm左右的連續(xù)光譜覆蓋。根據(jù)成像光譜儀的掃描方式，其工作原理也不盡相同，作為光學(xué)成像儀成像的一個例子，這里簡述一下焦平面探測器推掃成像原理。
1.1 系統(tǒng)工作原理
焦平面探測器推掃成像原理見圖1。地面物體的反射光通過物鏡成像在狹縫平面，狹縫作為光欄使穿軌方向地面物體條帶的像通過，擋掉其他部分光。地面目標(biāo)物的輻射能通過指向鏡，由物收鏡收集并通過狹縫增強(qiáng)準(zhǔn)直照射到色散元件上，經(jīng)色散元件在垂直條帶方向按光譜色散，用會聚鏡會聚成像在傳感器使用的二維CCD面陣列探測元件被分布在光譜儀的焦平面上。焦平面的水平方向平行于狹縫，稱空間維，每一行水平光敏元上是地物條帶一個光譜波段的像；焦平面的垂直方向是色散方向，稱光譜維，每一列光敏元上是地物條帶一個空間采樣視場(像元)光譜色散的像。這樣，面陣探測器每幀圖像數(shù)據(jù)就是一個穿軌方向地物條帶的光譜數(shù)據(jù)，加上航天器的運(yùn)動，以一定速率連續(xù)記錄光譜圖像，就得到地面二維圖像及圖形中各像元的光譜數(shù)據(jù)，即圖像立方體。
1.2 光譜成像儀數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)構(gòu)成
光譜成像儀由光學(xué)系統(tǒng)、信號前端處理盒、數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)三部分組成。
數(shù)據(jù)的回放及預(yù)處理通過軟件在高性能的微機(jī)上完成。軟件具有如下功能：數(shù)據(jù)備份；快速回放；數(shù)據(jù)規(guī)整和格式轉(zhuǎn)換；圖像分割截??；標(biāo)準(zhǔn)格式的圖像數(shù)據(jù)生成等。
2 成像光譜儀的應(yīng)用
成像光譜儀的應(yīng)用范圍遍及化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域，對于純定性到高度定量的化學(xué)分析和測定分子結(jié)構(gòu)都有很大應(yīng)用價(jià)值。如在生物化學(xué)研究中，可以利用喇曼光譜鑒別一些物質(zhì)的種類，還可以測定分子的振動轉(zhuǎn)動頻率，定量地了解分子間作用力和分子內(nèi)作用力的情況，并推斷分子的對稱性，幾何形狀、分子中原子的排列，計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)、研究振動一轉(zhuǎn)動拉曼光譜和轉(zhuǎn)動拉曼光譜，可以獲得有關(guān)分子常數(shù)的數(shù)據(jù)。對非極性分子，因?yàn)樗鼈儧]有吸收或發(fā)射的轉(zhuǎn)動和振動光譜，振動轉(zhuǎn)動能量和對稱性等許多信息反映在散射譜中。對于極性分子，通過紅外光譜固然可以獲得不少分子參數(shù)的知識，但是為了得到更完備的資料，也往往同時(shí)觀測紅外光譜和拉曼光譜，它們具有不同的選擇定則，可以提供互補(bǔ)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在這兩種光譜相互配合已經(jīng)成為有力的研究工具
光譜成像儀在土地利用、農(nóng)作物生長、分類，病蟲害檢測，海洋水色測量，城市規(guī)劃、石油勘探、地芯地貌及軍事目標(biāo)識別等方面也有很廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景?？梢姽饨t外光譜范圍超光譜成像儀廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹脖缓秃Ｑ?；植被的反射光譜特征主要取決于葉片中的葉綠素含量和成份，正常生長的植物有典型的光譜形狀；當(dāng)生長不良、病蟲害、地下金屬礦物誘導(dǎo)病變等因素會引起反射強(qiáng)度比例變化和吸收光譜特征(0.68μm)的微小位移，這種位移的觀測要求超光譜成像儀具有優(yōu)于5nm的光譜分辨率和100以上的信噪比。在光波范圍能夠觀測水下狀況的只有可見光，其中穿透性很好的波長范圍為0.45～0.60μm(藍(lán)光至黃光)，亦被稱為“海洋窗口”?？梢姽獬庾V成像儀可以觀測海洋中沉積性懸浮物、浮游生物、葉綠素的分布等海況，但是獲取海洋表層中懸浮體物質(zhì)在質(zhì)量和數(shù)量方面的信息時(shí)，不僅需要高光譜分辨率，而且要很高的輻射靈敏度(信噪比500以上)。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心