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面阵列探测器加空间推扫型光谱仪原理及特点

发布时间:2024-07-05
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高光谱成像光谱仪也称高光谱成像仪,其根据成像系统和分光技术的不同,可以分为面阵列探测器加空间推扫型、线列探测器加光机扫描型、光谱空间交叉扫描型和光谱扫描型等四种类型。本文对面阵列探测器加空间推扫型光谱仪做了介绍。

高光谱成像光谱仪也称高光谱成像仪,其根据成像系统和分光技术的不同,可以分为面阵列探测器加空间推扫型、线列探测器加光机扫描型、光谱空间交叉扫描型和光谱扫描型等四种类型。本文对面阵列探测器加空间推扫型光谱仪做了介绍。

高光谱成像仪

面阵列探测器加空间推扫型光谱仪原理:

在这类光谱仪中,前光学系统(反射镜和物镜)把一行地物目标成像在狭缝上,与狭缝对应的探测器阵列自扫描完成一维空间扫描,另一维由运载平台的运动完成,即由面阵器件的固体自扫描和飞行平台向前运动完成二维空间扫描。另外,狭缝也是光谱仪的入射狭缝,光谱仪把入射狭缝上的地物像均匀地色散到焦平面探测器上,面阵探测器的另一维完成光谱扫描,即面阵器件的一维完成空间成像,另一维完成光谱的扫描,分光谱器件多数也是光栅和棱镜。其工作原理如下图所示。

推扫式成像光谱仪原理


面阵列探测器加空间推扫型光谱仪特点:

这类成像光谱仪的特点是:空间扫描由器件的固体自扫描完成,像元的凝视时间较长,这样可以提高系统的灵敏度,或者提高系统的空间分辨率;在可见光波段,由于目前器件很成熟,集成程度也很高,光谱分辨力可以提高到1~2nm的水平;由于没有光机扫描机构,仪器的体积可以设计很小。

目前在可见光、近红外波段,此类成像光谱仪很多,有的已经达到商品化水平。其主要不足之处是:红外波段由于器件的限制,短波红外灵敏度还不理想,热红外暂时不可能;由于光学设计的困难,总视场一般较小。但是,随着焦平面器件的进一步发展和成熟,这类成像光谱仪所占的比例将会越来越多。为了克服线列阵型成像光谱仪对像元凝视时间少,而面阵推帚型成像光谱仪的总视场又不够大的缺点,有时采用小面阵并扫型成像光谱仪。

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