傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原FPGA芯片系统研究

针对傅里叶变换红外成像光谱仪实时数据处理技术的要求,研究了一种基于FPGA的集干涉图非均匀性校正、光谱复原、光谱辐射定标于一体的傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原芯片系统。该系统对输入信号做了标准化设计,以流水线方式输出目标的复原光谱信息,可嵌入到各种类型的红外/可见光傅里叶变换成像光谱仪的实时数据处理系统中,具有体积小、运算速度快、稳定可靠及易于升级等优点,为基于光谱特征的目标实时识别奠定了良好的技术基础。     

长波红外和中波红外超光谱傅里叶变换成像器

Kestrel公司已设计出一种装在飞机上的双波段红外傅里叶变换超光谱成像器,目前正在制造这台仪器。预定安装在Cessna206上的这台成像器具有一个15度的视场,其瞬时视场为1.0毫弧度。该仪器使用512个光谱通道,在2000cm^-1至3000cm^-1范围内,其目标光分辨率优于1.5cm^-1,在850cm^-1至1250cm^-1范围内则优于0.4cm^-1。为达到这些前所未有的光谱分辨率,仪器将采用各种光谱增强技术。光学系统的计算机模拟已演示出亚波数分辨率和超过900的信噪比。     

基于静态固体斜楔干涉的红外探测技术

针对现有傅里叶变换红外光谱遥测技术响应速度慢、灵敏度低、抗震性差等缺点,提出一种基于静态固体斜楔干涉具为核心的傅里叶变换红外光谱遥测技术。选用UL04371-042型非制冷红外焦平面阵列探测器(UIRFPA)作为干涉信号探测的核心部件。在分析静态固体斜楔干涉具基础理论及探测器性能的基础上设计了驱动电路,FPGA作为时序控制的主体,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中,利用Verilog硬件描述语言编程,对探测器的工作时序进行了设计输入和仿真验证。使得干涉信号通过高速AD采集,FPGA外扩的SRAM缓存,最后通过USB传送到上位机LABVIEW进行数据处理及成像。通过仿真和实验验证其可行性,实现了红外波段的静态固体斜楔干涉信号光谱成像,为进一步研究干涉型成像光谱仪成像技术提供前期准备。     

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。     

以色列CI系统公司若干遥感仪器产品简介

以色列CI系统公司是国际上公认的在红外光谱辐射计研制方面颇具创新力的供应商.公司成立20多年来已为许多国家提供了各种红外光谱辐射计产品.本世纪以来,随着国际上对遥感仪器需求的增加,该公司又积极拓展业务,并开发出了一系列新的遥感仪器产品,如光谱成像器、傅里叶变换红外光谱辐射计和多通道辐射计等.现将该公司最近开发的部分新产品简单介绍如下:     

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     

无背景遥感FT-IR干涉图特征信息提取方法

为改进环境监测方法,结合遥感辐射传输模型,介绍了被动遥感傅里叶变换红外干涉图特征信息提取方法。该算法可直接对污染气体的遥感傅里叶变换红外干涉图进行处理,并利用数字带通滤波器压缩背景红外辐射及其他干扰物质。实现了目标特征信息的有效提取,无需对原始干涉图做傅里叶变换即可获得光谱,特别是无需使用背景光谱获得差谱或者比谱,克服了必须测量干净背景谱的限制。实验结果表明,经过特征信息提取的干涉图可用于模式识别和定量分析,效果良好。     

FTIR结合主成分分析对杜鹃花植物鉴别分类研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合主成分分析对杜鹃花科植物不同属及亚属鉴别分类.测试了杜鹃花科植物1个属3个亚属4类植物28个叶子样品的红外光谱.结果显示4类杜鹃花植物红外光谱表现出微小差异.结合主成分分析统计方法对28个叶子样品的光谱进行统计分析,发现基于傅里叶变换红外光谱的主成分分析排序图能够正确对样品分类.研究揭示FTIR光谱结合主成分分析方法可以用来鉴别分类植物.     

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)     

美国夏威夷大学研制低成本对地观测热红外高光谱成像仪

美国夏威夷大学夏威夷地球物理与行星学学院的研究人员目前正在制造一台低成本热红外光谱敏感仪器。该敏感仪器是一台重量轻、节能的热高光谱成像仪。其电子部件装在一个压力容器内,这使得它能够采用市场上畅销的电子部件(见图1)。自从20世纪90年代初以来,该大学的研究人员一直在研制空间傅里叶变换热高光     

采用静态傅里叶变换光谱仪的星载高光谱成像技术

静态傅里叶变换成像光谱仪可以使在小卫星上获得的高光谱数据变得更清晰。高光谱成像技术是通过观测电磁波谱的很大一部分,然后一次采集和解译数十到数百个分立频带来观察物体的。许多物质都会留下与众不同的光谱特征,而这些光谱特征是高     

基于光通量倍增法的傅里叶红外探测系统光谱响应度非线性测量

在宽动态范围、高分辨力、宽频谱红外辐射测量中,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)是常用的探测单元,其光谱响应度的非线性是宽动态范围红外光谱测量的不确定度主要贡献项之一。基于光通量倍增原理,建立傅里叶红外光谱探测系统的非线性测量实验系统。实验研究了在非线性测量典型时间段内的黑体辐射源和FTIR红外光谱探测系统的漂移特性,设计了测量序列变换模型来消除测量过程中的一阶线性漂移影响。在200～1 000℃范围内,实验测量了FTIR红外光谱探测系统的非线性特征,给出了在典型波长3.9μm和10.6μm处的非线性测量结果及相应的不确定度。     

成像光谱学Ⅶ

一、光谱仪的设计原理1.红外超光谱成像傅里叶变换光谱仪和色散光谱 仪:基于信噪比的性能比较(特邀论文,L.W. Schumann等,美国宇航公司)2.超光谱传感器的设计与研制(E.M.Winter,美国 技术研究联合公司)3.机载成像光谱仪的性能要求(M.E.Schaepman 等,瑞士苏黎世大学)4.推帚式成像光谱仪如何达到大吞吐量(R.G.Sel— lar,美国佛罗里达空间研究所)     

傅里叶变换光谱仪自适应校正系统的研究

1傅里叶变换光谱仪的概述 傅里叶变换光谱仪的基本结构如图1所示. 图1中M1和M2分别为干涉仪的定镜和动镜,BS为分束片和补偿片,RL为参考激光,LD和D为参考激光和红外探测器.其中D为单元探测器.LD在不采用定镜动态校正方案时参考光路的作用是为系统作动镜的速度测量和控制,同时为工作信号提供采样信号.工作时,动镜M2作扫描运动,使动镜和定镜的等效像面M1'产生光程差,从而产生干涉信号.干涉信号经过傅里叶变换透镜在探测器上形成随时间(光程)变化的干涉图,将干涉图进行逆傅里叶变换就得到了光谱分布.     

红外超光谱成像傅里叶变换光谱仪与色散光谱仪的性能比较

本文对用于红外超光谱成像的扫描型色散光谱仪和凝视型傅里叶变换光谱仪的以信噪比为基础的性能进行了比较。由这两种光谱仪的焦平面收集的信息有很大的差异。在扫描型色散光谱仪中,二维焦平面列阵在一个方向上收集空间信息,在另一个方向上收集光谱信息,而第二个空间维度则由扫描机械及时扫出。傅里叶变换光谱仪的二维焦平面列阵在收集二维空间信息的同时收集光谱(干涉图)信息。对于这两种仪器来说,信号的形成以及从焦平面数据收集到最后超光谱数据立方体的噪声传播都迥然不同,因此使用的信号和噪声模型也有很大的差异。本文把噪声等效光谱辐射率(NESR)作为一个品质因数,对使用同一种光学系统、具有相同的空间分辨率、相同的图像面积、相同的光谱分辨率、相同的光谱范围和相同的成像时间的两种仪器的性能进行了比较。在光子噪声限条件(通过适当设计新式的红外焦平面列阵,这种条件已能达到)下,与非成像傅里叶变换光谱仪有关的传统多路传输和吞吐量优势化为乌有,本文将对其原因进行分析。本文讨论两种仪器的二维焦平面列阵的特性,例如帧速率和动态范围等,并说明两者之间的差异为何如此之大。最后,本文总结了这两种仪器的信号处理要求。     

成像光谱仪把天空看得更清楚

宇航工业需要把高光谱分辨率和大空间信息量结合起来的傅里叶变换光谱仪(FTS)．依靠三十多年的经验,加拿大ABB公司(前身为Bomem公司)报以成像傅里叶变换光谱仪．该公司发觉,对某个领域(军事、天文学或者工业)作出的贡献会使其它领域受益．例如:①穿轨迹红外探测器(CrIs)是下一代极轨天气传感器之     

从红外成像仪器的多元探测器中获取数据的方法

美国专利US2003/0149532 (2003年8月7日公布) 在采用傅里叶变换红外光谱装置的红外成像仪中,来自傅里叶变换红外光谱装置的光源的入射光,通过干涉仪变成干涉图,然后再照射在样品上。透过样品的光经焦平面列阵探测器光电转换后形成一种模拟电信号。该模拟电信号再由A/D转换器转换成数字信     

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体红外光谱研究

本研究利用傅里叶变换红外光谱仪,在中红外至远红外范围测量了GaAs、InP的红外反射光谱,在测量范围内均观察到两个反射极小值.用计算机对理论模型进行了数值计算.由计算曲线和实验光谱很容易确定载流子浓度和迁移率.     

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。     

红外光谱成像仪性能的综合考虑

红外光谱成像仪正在被考虑用 对地的目标探测。红外傅里叶变换光谱仪已经用来对野外目标和背景进行测量,对这些测量的分析表明：目标对背景颜色,高光谱波段地许多背景的波段关系是存在的,因此,与宽波段或单一窄波段红外传感器相反,采用约外光谱传感器可以在高的地物干扰背影中改善对低反差目标的探测。