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干涉成像光谱仪的分类

2021.5.15

  成像光谱技术从原理上讲分为色散型和干涉型两大类:色散型成像光谱仪是利用色散元件(光栅或棱镜等)将复色光色散分成序列谱线,然后再用探测器测量每一谱线元的强度。而干涉型成像光谱仪是同时测量所有谱线元的干涉强度,对干涉图进行逆傅里叶变换将得到目标的光谱图。

  因色散型成像光谱仪中均含有人射狭缝,狭缝越窄,光谱分辨率越高,而进入系统的光通量就越少,即光谱分辨率和光通量成为色散型成像光谱仪中相互制约的一对矛盾。在干涉型成像光谱仪中同时测量的是所有谱元均有贡献的干涉强度,传统的干涉成像光谱仪中虽然也有狭缝(90年代后期发展的光谱仪中已去掉狭缝),但狭缝宽度不影响光谱分辨率,只决定于空间分辨率的要求。在满足空间分辨率的前提下,狭缝可以较宽,从而使狭缝面积和视场角较大。理论分析表明,在具有相同分辨率的条件下,干涉型成像光谱仪的通量较色散型成像光谱仪高200倍左右,即光能利用率高1~ 2个数量级。

  对具有M个光谱元的光谱图,若其测量总时间为T,则对色散型光谱仪来说,每个谱元的测量时间必为T/ M;对干涉型光谱仪来说,M个光谱元(光谱通道)可同时测量,即测量每个光谱元的时间均为T。由于复原光谱信噪比与测量时间的平方根成正比,故干涉成像光谱仪的信噪比是色散型的倍。

  综上所述,干涉型成像光谱仪与色散型成像光谱仪比较,具有高通量、多通道和较大视场等优点。

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