成像光谱技术XI(SPIE Vol．6302)

一、傅里叶变换光谱仪1.用于烟缕探测的移动式遥感傅里叶变换红外光谱仪(Winthrop Wadsworth等) 2.用于远距离被动探测的8×8元镶嵌成像傅里叶变换光谱仪(Winthrop Wadsworth) 3.一种傅里叶变换光谱仪通用扫描机构控制器:可改善仪器在各种应用中的效用和灵活性(Luc Ro- chette等) 4.采用斐索干涉仪的喇曼光谱技术(J.Mudge等)     

静止型傅里叶变换成像光谱仪技术的发展

在对经典的傅里叶变换成像光谱仪进行分析、讨论、对比的基础上,综述了静止型傅里叶变换成像光谱仪的原理、结构特点、国内外发展现状及关键技术。对两种不同干涉机制的干涉仪作了对比。静态的、高通量、高分辨率的傅里叶成像光谱技术将最终成为成像光谱技术的发展趋势。     

傅里叶变换红外成像光谱仪非均匀性在线定标与校正研究

由于傅里叶变换红外成像光谱仪结构的特殊性,其非均匀性在线定标与校正在工程上一直没有得到有效解决。首先对IRFPA非均匀性校正的原理与算法进行了简要阐述,在此基础上,通过对时间调制型、空间调制型及时间空间联合调制型傅里叶变换红外成像光谱仪原理结构的深入分析,针对这三种制式的光谱仪,分别研究出了相应的非均匀性在线定标与校正的方法,为星载傅里叶变换红外成像光谱仪非均匀性的在轨定标奠定了良好的技术基础。     

采用渥拉斯顿棱镜列阵的高性能非扫描傅里叶变换光谱仪

据美国《Applied Optics》杂志报道,美国DanKomisarek等研究人员研制了一种高性能非扫描傅里叶变换光谱仪,该光谱仪主要由一个渥拉斯顿棱镜列阵和一个二维光电探测器列阵组成。与现有的基于渥拉斯顿非扫描傅里叶变换光谱仪相比,其尺寸更小,     

傅里叶变换光谱仪准直性误差检测技术

克服准直性误差对傅里叶变换光谱仪光谱性能的影响是研制傅里叶变换光谱仪的难点,定镜动态校准技术是解决该问题的好方法,而准直性误差检测是实现动态校准技术的关键.介绍了一种基于相位检测的傅里叶变换光谱仪准直性误差检测装置,该装置采用相位检测法实时检测动镜倾斜角,并用FPGA实现了相位检测算法,具有实时性好、测量精度高的优点,为实现动态校准系统打下了基础.给出了实测的动镜动态倾角曲线.     

星载傅里叶光谱仪动态校正技术研究

本文介绍了国内外傅里叶变换光谱仪动态校正技术的发展状况和典型应用,并给出了一种星载傅里叶变换光谱仪动态校正方案。     

紧凑型空间调制傅里叶变换光谱仪

提出了一种结构简单的紧凑型空间调制傅里叶变换光谱仪,它是基于由两块半五角形棱镜构成的环行共光路干涉分光装置和电荷耦合器件（CCD）,具有无机械扫描、全谱同时测量、通光能力强、结构性能稳定和制造成本低等优点。给出了这种光谱仪的分光原理,系统结构及实验结果,并验证了这种结构的可行性。     

傅里叶变换光谱仪中干涉信号的畸变

简要论述了傅里叶变换光谱仪的测量原理,详细说明了几种产生干涉信号畸变的原因,分析了它们在干涉图上的具体表现,并在计算机上仿真得到相应的畸变干涉信号。另一方面,利用一台自行研制的环境适应性相当好的傅里叶变换光谱仪,观察到了与前面所论述的畸变相接近的干涉图,从而验证了分析结论的正确性。由此可见,自行研制的傅里叶变换光谱仪尽管方案正确、性能优越,但还需要在许多方面作相应的改进。     

成像光谱技术Ⅺ(SPIE Vol.6302)

一、傅里叶变换光谱仪 1.用于烟缕探测的移动式遥感傅里叶变换红外光谱仪(Winthrop Wadsworth等)     

实时红外化学成像光谱仪器

红外吸收光谱是人们用以分析一种材料的化学成分的方法之一。由于傅里叶变换技术的引入,红外吸收光谱已被广泛用于分析分子的特性和数量。但即使如此,无论是常规的红外吸收光谱仪还是傅里叶变换红外吸收光谱仪,都需要花费时间进行复杂的计算才能获得样品的红外吸收光谱。本发明提供一种实时红外化学成像光谱仪器,它包     

基于马赫-曾德干涉仪的傅里叶变换光谱仪

傅里叶变换光谱仪现已广泛应用于红外光谱学领域,它也是较为适合对大气温度、湿度、风场以及大气成分进行天基垂直探测的一种遥感仪器。提出了一种基于马赫-曾德干涉仪的傅里叶变换光谱仪。马赫-曾德干涉仪的一组反射镜作匀速直线运动,线性改变两个光学臂之间的光程差,然后平衡探测器对两路干涉信号进行差分检测。通过对光程差线性变化的电信号进行傅里叶变换,可以获得输入光的光谱分布曲线。与迈克尔逊干涉仪相比,马赫-曾德干涉仪在同样光通量输入条件下得到的干涉信号更强,且由非相干强度带来的噪声更小。该结果对于卫星遥感来说十分有利。     

透镜组Fourier变换特性及集成化光学系统的进一步修正

采用系统论的方法对透镜组的Ｆｏｕｒｉｅｒ变换特性进行了理论推导，并依据理论结果对通过附加一个相位补偿透镜的方法来缩短光学４ｆ系统总长度的光学系统所采用的厚相位补偿透镜的焦距进行了修正，从而提高了超短光学系统Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的精度。在一般情况下采用两个透镜组替代了系统中两个单片Ｆｏｕｒｉｅｒ透镜，短光学系统的总长度可缩短为原来的四分之一以上。从而为光学系统的集成化奠定了良好的基础。     

共光路空间外差干涉仪理论与性能分析

介绍一种利用一块光栅兼作分束器和色散器的Ｓａｇｎａｃ型空间外差干涉仪的基本结构和原理,利用光波传播角谱理论详细分析给出此干涉仪形成的干涉图样和条纹定域位置。作为无动镜傅里叶光谱仪的干涉分光系统,阐明分光原理,给出理论仪器函数、无谱分辨极限和分辨本领、工作光谱范围、及光通量和视场等性能。指出它兼有传统傅里叶变换光谱仪和光学多通道分析仪（ＯＭＡ）的优点。     

Silicon-based micro-Fourier spectrometer

A novel Fourier spectrometer based on a partly transparent thin-film detector in combination with a tunable silicon micromachined mirror was developed. The operation principle based on the detection of an intensity profile of a standing-wave by introducing a partly transparent detector in the standing-wave. Varying the position of the mirror results in a phase shift of the standing-wave and thus in a change of the optical intensity profile within the detector. The photoelectric active region of the sensor is thinner than the wavelength of the incoming light, so that the modulation of the intensity leads to the modulation of the photocurrent. The spectral information of the incoming light can be determined by the Fourier transform of the sensor signal. Based on the linear arrangement of the sensor and the mirror, the spectrometer facilitates the realization of one- and two-dimensional arrays of spectrometers combining spectral and spatial resolution. The operation principle of the spectrometer will be described and the influence of the detector design on the spectrometer performance will be discussed. A spectral resolution of down to 6 nm was achieved under real-time imaging conditions.     

转镜透射式傅里叶光谱仪光程差的非线性分析

转镜透射式傅里叶光谱仪具有可靠性高、光谱分辨率高、测试速度快等优点,但在正常匀速转动扫描光程差的情况下,存在光程差的非线性问题。针对转镜透射式傅里叶光谱仪的光程差的扫描非线性问题进行了分析,提出了一种光程差非线性数学计算模型,建立了转镜光程差方程,并进行了MATLAB仿真分析。通过速度反馈电机控制转镜匀速旋转时,根据本文的非线性光程差方程可获得等光程差对应的时间非均匀关系,从而可实现时间的非均匀采样,并反演出准确光谱,而不必采用稳频氦氖激光器触发采样,可以节省成本和减小仪器的体积与重量。     

Optical remote sensing of aircraft emissions with the K300

The K300 double pendulum interferometer, a compact high-resolution Fourier transform spectrometer designed for outdoor optical remote sensing in the infrared spectral region, is described. The remote diagnostic of hot aircraft engine emissions is a very interesting application of the infrared spectroscopy. First results of such measurements performed with the Kayser-Threde double pendulum interferometer K300 at the DLR airport, Oberpfaffenhofen, on 15 January 1992, are discussed     

基于偏振态空间调制的紧凑型偏振光谱仪

提出并实现了一种紧凑型偏振光谱仪,该仪器采用光谱仪阵列,使测量光谱范围覆盖可见光波段;采用部分平行光路设计,简化了测量配置和系统校准方法;运用入射面旋转效应,实现了偏振态的空间并行调制,减少了测量时间.对多组样品测量的结果证明了该紧凑型偏振光谱仪测量的准确性.由于测量速度快、结构简单且易于在线集成,该紧凑型偏振光谱仪作为一种实时在线测量工具极具潜力.     

弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法（NUFFT）相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。     

偏振光谱识别光学系统的复原方法与设计

为准确方便获取4个波长相关的斯托克斯参量,可采用强度调制型偏振光谱成像技术,从偏振光谱强度调制理论与傅里叶变换解调方法入手分析推导计算了偏振光谱信息的复原过程,据此得到了系统的基本结构。以模块化设计的思路分别设计了光谱部分光学系统的前置望远物镜及Offner分光系统,设计结果实现了在400~1 000 nm谱段光谱分辨率1.24 nm,并结合光谱系统参数匹配设计完成了前端偏振光谱调制模块,给出了一套完整的设计实例。最后通过实验验证了偏振光谱调制模块设计的合理性与傅里叶变换解调方法的可行性,为偏振光谱信息复原奠定了基础。