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显微高光谱成像技术的原理及成像方式

发布时间:2023-11-10
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高光谱成像技术结合了传统成像和光谱学技术的主要优点,可以同时获取待测物体的光谱信息与空间信息,其中光谱信息反映物体的内部品质比如成分、结构等,空间信息反映物体的形状、颜色和表面缺陷等外部品质。本文对显微高光谱成像技术的原理及成像方式作了介绍。

高光谱成像技术结合了传统成像和光谱学技术的主要优点,可以同时获取待测物体的光谱信息与空间信息,其中光谱信息反映物体的内部品质比如成分、结构等,空间信息反映物体的形状、颜色和表面缺陷等外部品质。本文对显微高光谱成像技术的原理及成像方式作了介绍。

显微高光谱成像仪

显微高光谱成像技术的原理:

高光谱成像技术是整个高光谱成像系统的核心,是成像技术和光谱技术的结合,成像系统获取目标物体的空间信息,光谱系统获取波段信息,可以同时实现对二维空间信息和光谱特征的获取。

高光谱成像光谱仪一般包括物镜、狭缝、准直透镜、分光模块、会聚镜和探测器,狭缝决定光谱仪的视场,通过准直镜到达分光模块,不同波长的光被分光模块分离,经过会聚镜聚集到探测器上。


显微高光谱成像技术的成像方式:

对于高光谱成像光谱仪来说,根据不同的工作模式,可以将其扫描技术分为点扫式高光谱成像、推扫式高光谱成像和凝视型高光谱成像。

点扫描式高光谱显微成像是对逐个像素点扫描成像,通过机械模块收集每个点的能量,经过色散模块进行分光,产生不同波长的辐射能量,再由线阵探测器接收。点扫式光谱成像可以获得较大的视场范围,数据稳定,但成像时间长。

推扫式高光谱显微成像中的探测器是面阵探测器,探测器接收的图像是二维数据,包括光谱信息和空间信息。像成像在狭缝处,狭缝透过一个成像行,该成像行的光经过分光元件后,光谱维展开并聚焦在探测器上,通过对二维运动平台的移动来记录空间维,线扫成面,完成图像的采集。推扫式高光谱成像结构简单,不需要复杂的扫描模块,体积小,重量轻。

凝视型高光谱成像的探测器也是面阵探测器,结构紧凑,在凝视型高光谱成像系统中,分光元件有可调谐滤波片分光和干涉型分光,需要通过一定时间的扫描获得完整的图像。系统中没有运动部件,但是对平台的稳定性要求较高,另外,因为进行波段的扫描,所以光谱信息不可以同时获取。

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