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不同成像原理的光谱成像仪有什么区别?

发布时间:2024-05-17
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高光谱成像仪​按分光原理的不同大致可以分为:棱镜色散型光谱成像仪、滤光片型光谱成像仪和干涉型光谱成像仪等不同类型。那么,不同成像原理的光谱成像仪有什么区别?下文作了介绍。

高光谱成像仪按分光原理的不同大致可以分为:棱镜色散型光谱成像仪、滤光片型光谱成像仪和干涉型光谱成像仪等不同类型。那么,不同成像原理的光谱成像仪有什么区别?下文作了介绍。

高光谱成像仪

棱镜色散型光谱成像仪与光栅色散型光谱成像仪的区别:

1.光栅色散型光谱成像仪,对于给定的光栅常数,不同波长的同一级主最大,除第零极外,均不重合,并技波长次序,自第零极开始向左右两侧由短波向长波散开,构成光栅光谱。光栅色散型光谱成像仪,以无色散的零极光谱占能量最多,而且若干个各级主最大在零极主最大两侧对称分布,所以单独的每一级,尤其是高级次的光谱,光强很小,这是其缺点之一。

棱镜光谱只有按波长次序的一个单一的排列,没有级可分;实质上棱镜光谱是由棱镜对不同波长的第零极最大的不重合引起的,所以棱镜光谱是零极光谱。

2.不同波长的光谱在光栅光谱中的位置,在θ角不是很大的情况下,正比于波长,故光栅光谱又称为正比光谱,而棱镜光谱是非正比光谱。

3.光栅光谱仪主最大的半角宽度角度值△θ与波长λ成正比,棱镜光谱仪的最小分辨角也正比于波长。

4.光栅光谱仪有较高的分辨率,而与光栅光谱仪具有相同分辨率的棱镜光谱仪,体积可能会很大。


干涉型光谱成像仪与棱镜色散型、光栅色散型光谱成像仪的区别:

与传统棱镜、光栅色散型光谱成像仪相比,干涉型光谱成像仪具有多通道、高通量、高测量精度、低杂散光等优点。

1.多通道优点

采用传统的色散型光谱成像仪时,只能让光谱元一个接一个地依次通过狭缝逐次予以测定。在任何一个瞬间只能测定一个光谱元,来自光源的其它光谱元的能量全被阻截在狭缝之外。测定每一个光谱元所需的时间为△T= T/M(T为测定总时间,M为需测定的光谱元数目)。相反,在干涉光谱成像仪中,所有光谱元的能量是同时通过仪器,同时被接收而产生干涉条纹。每一个光谱元都受到全部时间的测定,比传统的狭缝色散型仪器长M倍。这是形成干涉光谱成像仪多通道优点的物理机理。

在传统光谱仪器中,信噪比正比于(T/M)1/2;而在干涉光谱成像仪中,信噪比正比于斤。这样,如在相同的时间T内测定一个光谱区间,干涉光谱成像仪的信噪比就可比传统色散型光谱仪器高(M)1/2倍。因此,多通道优点又称高信噪比优点。

2.高通量优点

常规的色散型光谱成像仪由于受到狭缝限制,因此接收器所接收到的辐射能量是非常有限的。除空间调制干涉光谱成像仪外,其它干涉光谱成像仪没有狭缝的限制,辐射通量只与干涉仪平面镜大小有关。因此在同样分辨率的情况下,其辐射通量比色散型仪器大得多,从而使接收器接收到的信号与倍哚比增大,因此有很高的灵敏度,有利于弱光谱的测量工作。

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