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便携式成像光谱仪的分光技术分析
点击次数:21 发布时间:2021-04-06
   便携式成像光谱仪的分光技术分析
  便携式成像光谱仪是一种以透射光栅为分光元件的成像光谱仪;通过将这种成像光谱仪附加到CCD相机前,可通过空间扫描获得目标物的影像和连续的光谱信息。采用高集成度的机械设计,配合的影像修正光学设计,可实现无光学像差的成像,同时设计中考虑的光通效率,既满足实验室的使用性能,同时也能够满足工业在线的长期使用的稳定性需求。研制这类仪器的主要目的是想在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时,获得每个像元几乎连续的光谱数据,因而称为成像光谱仪。
  以前的仪器工作方式主要为推扫式,为了实现扫描过程,一般利用外接扫描平台带动光谱仪运行;由于扫描平台比较笨重,且增加了耗电量,给野外工作带来诸多不便,所以现在新型的便携式成像光谱仪取消了扫描平台,改为内置式扫描设计,减轻了整机重量和能耗,而且可以直接进行垂直向下测量,更利于野外使用。
  成像光谱仪的分光技术:
  1、衍射光栅和棱镜的波长色散
  无论采用什么样的波长色散器件,所有的光谱仪包括成像光谱仪的工作都具有相同的几何光学的知识,即光线以一定的入射角照射到波长色散器件上,然后受这个器件是衍射光栅还是棱镜决定,不同的波长以不同的衍射角或者折射角被衍射或折射出去。目前新兴的成像光谱仪的独特之处在于它同时获得多个波长信息,这就构成了与传统各种光谱仪的本质区别。
  2、衍射光栅方程
  衍射光栅由三种类型:经典的刻槽光栅,全息表面起伏光栅和体积全息光栅,前两种光栅通常使用于平面,平凹面,凸面的反射,而体积全息光栅则是透射光栅。经典的光栅是对镀金或镀铝的空白玻璃进行机械刻画抛光产生的周期性凹槽。全息光栅的制做比较特殊,便携式成像光谱仪通过让两束扩展后的激光光束在光刻胶介质上相干产生干涉条纹并被记录下来,经过处理后产生窦柱状凹槽。这种光栅不需要任何另外的聚焦或准直光学组件,这种上的简化使得全息光栅对于紧凑型的单色仪或光谱仪应用非常适合。

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