• 咨询热线:400-888-5135

不同类型的光谱成像仪有什么区别?各自有什么优点?

时间:2024-01-16 点击:90次

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,不同类型的光谱成像仪其原理及特点是不同的。本文对不同类型光谱成像仪的区别及优缺点做了介绍,对此感兴趣的朋友不妨了解一下!

高光谱成像仪

不同类型光谱成像仪的区别:

1.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。

2.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。


不同类型干涉光谱成像仪的优缺点:

1.基于Michelson干涉仪的时间调制干涉光谱成像仪是最经典的干涉仪,由于动镜移动距离决定了光程差的大小,距离越大,光谱分辨率越高,因此,它具有高光谱分辨率的优点。

2.空间调制干涉光谱成像仪由于其光谱分辨率取决于探测器单元数和单元尺寸,因此光谱分辨率相对较低(一般在几十个至上百个波数);其优点是由于共光路型,结构紧凑抗干扰和震动能力强;不需要精密扫描动镜仪器稳定性高;设计加工相对容易,适应性强;具有对光谱测量的实时性,适用于快速运动目标或光谱快速变化目标的测量;狭缝宽度与空间分辨率无关,仅与光谱分辨率有关。

3.时空联合调制干涉光谱成像仪具有更为简单的硬件布局,探测灵敏度远远高于空间调制干涉光谱成像仪和色散型光谱成像仪,稳定性高、抗干扰能力强、加工装调容易。但其对平台扫描过程中的稳定性要求很高,任何环节带来的微小误差都可能严重影响复原光谱的准确性。

QQ咨询

在线咨询真诚为您提供专业解答服务

咨询热线

400-888-5135
7*24小时服务热线

返回顶部