侵权投诉
首页 / 百科 / 高光谱成像
高光谱成像

高光谱成像

分类: 仪器仪表
属性: 技术
最后修改时间: 2017年03月20日
本词条对我有帮助0
所谓高光谱图像就是在光谱维度上进行了细致的分割,不仅仅是传统所谓的黑、白或者R、G、B的区别,而是在光谱维度上也有N个通道,例如:我们可以把400nm-1000nm分为300个通道。因此,通过高光谱设备获取到的是一个数据立方,不仅有图像的信息,并且在光谱维度上进行展开,结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据,还可以获得任一个谱段的影像信息。

  光栅分光原理

  在经典物理学中,光波穿过狭缝、小孔或者圆盘之类的障碍物时,不同波长的光会发生不同程度的弯散传播,再通过光栅进行衍射分光,形成一条条谱带。也就是说:空间中的一维信息通过镜头和狭缝后,不同波长的光按照不同程度的弯散传播,这一维图像上的每个点,再通过光栅进行衍射分光,形成一个谱带,照射到探测器上,探测器上的每个像素位置和强度表征光谱和强度。一个点对应一个谱段,一条线就对应一个谱面,因此探测器每次成像是空间一条线上的光谱信息,为了获得空间二维图像再通过机械推扫,完成整个平面的图像和光谱数据采集

  经过狭缝的光由于不同波长照射到不同的探测器像元上,光能量很低,因此需要选择高灵敏相机,同时需要加光源。

  声光可调谐滤波分光(AOTF)原理

  AOTF由声光介质、换能器和声终端三部分组成。射频驱动信号通过换能器在声光介质内激励出超声波。改变射频驱动信号的频率,可以改变AOTF衍射光的波长,从而实现电调谐波长的扫描。

  最常用的AOTF晶体材料为TeO2即非共线晶体,也就是说光波通过晶体之后以不同的出射角传播。如上图所示:在晶体前端有一个换能器,作用于不同的驱动频率,产生不同频率的振动即声波。不同的驱动频率对应于不同振动的声波,声波通过晶体TeO2之后,使晶体中晶格产生了布拉格衍射,晶格更像一种滤波器,使晶体只能通过一种波长的光。光进入晶体之后发生衍射,产生衍射光和零级光。

  AOTF系统组成

  AOTF系统组成:成像物镜+准直镜+偏振片+晶体+偏振片+物镜+detector,入射光经过物镜会聚之后进入准平行镜(把所有的入射光变成平行光),准平行光进入偏振片通过同一方向的传播的光,平行光进入晶体之后,平行于光轴的光按照原来方向前行,非平行光进行衍射,分成两束相互垂直o光和e光(入射光的波长不同经过晶体之后的o光与e光的角度也不同,因此在改变波长的过程中,图像会出现漂移);o光和e光及0级光分别会聚在不同的面上。

  实现方法

  不同波长的光经过晶体之后衍射光与0级光的夹角也不同,因此为了能够保证更好的成像效果,在晶体的出光口加入遮挡片,即遮挡0级光,避免与衍射光一起进入sensor,造成重影。

  对聚光准直系统的优化有两个方面:1提高光源的聚光效果,2减小聚光准直系统的外形尺寸。

  棱镜分光

  入射光通过棱镜后被分成不同的方向,然后照射到不同方向的探测器上进行成像。棱镜分光后,在棱镜的出射面镀了不同波段的滤光膜,使得不同方向的探测器可以采集到不同光谱信息,实现同时采集空间及光谱信息。

  芯片镀膜

  近年来,IMEC(欧洲微电子研究中心)采用高灵敏CCD芯片及SCMOS芯片研制了一种新的高光谱成像技术,在探测器的像元上分别镀不同波段的滤波膜实现高光谱成像,此技术大大降低了高光谱成像的成本。

  目前IMEC提供三种标准的光谱探测器:100波带的线扫描探测器,32波带的瓷砖式镀膜探测器,16波带以4x4为一个波段的马赛克式镀膜探测器

  这种光谱技术的优点是可以同时获得光谱分辨率和空间分辨率,可以进行快速、高性能地获得光谱信息和空间信息,集成度高,成本低。但是缺点是光谱灵敏度较低,一般大于10nm,多用于无人机等大范围扫描的光谱应用领域。

  • 高光谱成像资讯
  • 填补国内空白 高光谱成像覆盖“一带一路”广阔地表
  • 日前,由中科院微小卫星创新研究院自主研制的两颗宽幅高光谱微纳卫星,不仅对我国地表进行了三次高光谱成像,突破并填补我国利用国产高光谱数据绘制地图的空白,还作为中科院“地球大数据科学工程”专项对地观测数据源之一,覆盖“一带一路”广阔地表。
  • 高光谱成像显神通 “护驾”古画文物修复
  • 文物修复是一门技术,最早的文物修复只能用人的手和眼寻找细小的破绽,目前我们可以用的科学仪器有很多,例如高光谱成像技术、X光等。这些仪器简化人工繁复的步骤,现代仪器设备可以大显身手。
  • 美称中国将发最强高光谱成像卫星 能探测核武
  • 国《大众科学》杂志25日报道称,2011年美国海军陆战队“海豹”突击队第6分队奔赴巴基斯坦对本·拉登藏身之地发动突袭并将其击毙。这次行动的成功与美军借助高光谱成像技术获得的夜战优势不无关系。
  • 天宫一号数据正式商用 高光谱成像仪有优势
  • 天宫一号上装载的高光谱成像仪是目前我国空间分辨率和光谱综合指标最高的空间光谱成像仪,与目前国际上在轨运行的卫星高光谱遥感器相比,其在空间分辨率、光谱波段范围以及波段数目等方面拥有明显优势。
  • 高光谱成像:高调迈向分析仪器市场
  • 高光谱成像是分析仪器市场中成长最快的一个部门。Headwall Photonics公司的首席执行官David Bannon将为我们讲述下一代高光谱成像技术的商业潜力。
  • 快速搜索
  • 热门词条