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高光谱成像仪一般采用什么光源?

发布时间:2023-12-20
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高光谱成像仪​作为光电仪器,由光源、探测器等组成。光源提供的光能量作为信息载体来刺激或照明对象,是高光谱检测系统中的重要部分。那么,高光谱成像仪一般采用什么光源?本文对高光谱成像仪的原理及光源类型做了介绍。

高光谱成像仪作为光电仪器,由光源、探测器等组成。光源提供的光能量作为信息载体来刺激或照明对象,是高光谱检测系统中的重要部分。那么,高光谱成像仪一般采用什么光源?本文对高光谱成像仪的原理及光源类型做了介绍。

高光谱成像仪

高光谱成像仪的原理:

高光谱成像技术是一种新兴无损检测技术,它能够同步获取待测样本在紫外到近红外光谱覆盖范围内的空间信息和光谱信息。一般来说,光谱和图像属于二维数据,高光谱图像是一个三维高立方体,其中一维是光谱数据(γ波长),以及二维(x横轴和y纵轴)的空间信息。其中横轴由一系列连续的子图像在不同的波长下一个接一个的组成:且每一个子图像都能提供某一波长下的光谱强度的空间分布情况。因此,每一个高光谱图像即可以看作是每个独立的二维空间图像在不同波长下的集合,又可以看做是光谱在每个像素点的集合。常见的高光谱图像块的获取方式有四种:点扫描(point scan)、线扫描(line scan)、面扫描(area scan)及单层扫描(Single shot),其中线扫描指朝同一个方向把样本以直线的形式一条接一条的储存在文件中,它同时记录了一张图像的一整条直线和这条直线相对应的每个空间像素点的光谱信息。通过光源和光检测器的不同位置,高光谱有三种光传输模式:反射、透射和半透射。一般用反射模式检测一些外部质量特征,如尺寸、形状、颜色、表面质地和外部缺陷;透射模式通过捕捉接收从内部透过的微弱光信号,反应内部的信息。半透射模式的光源和检测器相互垂直,可以更深入地检测样品信息,而相比反射模式对表面的影响更小,而又减少了厚度的影响。

为了获取高质量的高光谱图像,高光谱成像设备的组成部件既基础又很重要。设备部件的选择及其设置都需要建立在很好的理解了高光谱成像系统结构的基础上。基础的组成部件有:光源,波长散射设备,区域检测器及配套控制软件。


高光谱成像仪的光源类型:

光源提供的光能量作为信息载体来刺激或照明对象,是高光谱检测系统中的重要部分。用于高光谱成像系统的典型光源包括卤素灯、发光二极管、激光和可调谐光源。大多数的高光谱系统采用卤素灯,一般来说卤素灯能提供宽波段光源信息(380-2000nm),能满足大部分高光谱系统的需求。卤素灯的优点是可以在低电压下工作且光谱范围广,其缺点是相对寿命较短,热输出高,电压波动影响大。

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