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干涉光谱成像仪的三大优点

发布时间:2023-09-22
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干涉式光谱成像技术,又名傅里叶变换光谱成像技术,这是因为该技术的光谱信息获得原理是通过干涉仪先形成两束相干光的干涉图,再通过傅里叶变换的数学运算获得的。本文主要介绍了干涉光谱成像仪的优点。

干涉式光谱成像技术,又名傅里叶变换光谱成像技术,这是因为该技术的光谱信息获得原理是通过干涉仪先形成两束相干光的干涉图,再通过傅里叶变换的数学运算获得的。本文主要介绍了干涉光谱成像仪的优点。


干涉光谱成像仪


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,因此色散型光谱成像仪辐射通量较低。而干涉成像光谱仪是通过测量干涉图的干涉强度,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,干涉型光谱成像仪是色散型的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,因此干涉光谱成像仪在信噪比方面是色散光谱成像仪的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光谱成像仪。

干涉光谱成像仪又被分为多光束干涉仪和双光束干涉仪两种。多光束干涉光谱分辨率极高,但其具有制造工艺难度大,视场较小的缺陷3]。双光束干涉光谱成像仪采用的是最简单的双光束干涉成像,又被称为傅里叶变换成像光谱仪,简称为IFTS(Imaging 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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