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《雙彈光拍頻調(diào)制型Fourier-Bessel變換成像光譜技術(shù)研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第34卷，第2期光譜學(xué)與光譜分析Vo1．34，No．2，pp569—5732014年2月SpectroscopyandSpectralAnalysisFebruary，2014雙彈光拍頻調(diào)制型Fourier—Bessel變換成像光譜技術(shù)研究王志斌，張瑞，王耀利，黃艷飛，陳友華，王立福，楊強1．中北大學(xué)儀器科學(xué)與動態(tài)測試教育部重點實驗室，山西太原0300512．中北大學(xué)山西省光電信息與儀器工程技術(shù)研究中心，山西太原030051摘要針對現(xiàn)有彈光調(diào)制器(photoelastic-modulator，PEM)的調(diào)制頻率高(幾十kHz以上)，調(diào)制
2、干涉信號頻率更高，普通陣列探測器無法有效采集，提出了一種基于雙彈光調(diào)制器拍頻調(diào)制和傅里葉一貝塞爾(Fourier-Besse1)變換的光譜測量方法，并結(jié)合CCD成像技術(shù)構(gòu)成新型雙彈光調(diào)制成像光譜技術(shù)(dual-photo—elastic-modulator-basedimagingspectrometer，Dual—PEM-IS)。該方法將雙彈光調(diào)制器分別工作在數(shù)值略有差異的頻率上，以對光進行拍頻調(diào)制，并產(chǎn)生載有被測光的低頻調(diào)制分量(比驅(qū)動頻率小2～3個數(shù)量級，普通CCD可實現(xiàn)探測)，通過對調(diào)制信號中的低頻成分進行Fourier-Bes
3、sel變換可得到目標(biāo)光譜，使得彈光調(diào)制兼具了成像和光譜測量能力。介紹了其原理并推導(dǎo)出光譜反演公式，并通過仿真和實驗驗證其可行性，分析了光程差的微小偏差對反演光譜造成的影響，為進一步工程化實現(xiàn)提供了必要的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞雙彈光調(diào)制；成像光譜；傅里葉一貝塞爾變換；拍頻中圖分類號：0436．3文獻標(biāo)識碼：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2014)02—0569—05由于PEM調(diào)制頻率高(數(shù)十～數(shù)百kHz)
4、6]，采用面陣探測引言器進行成像光譜獲取存在一定的困難_8州，為此提出雙彈光調(diào)制器差頻調(diào)制成像光譜方法，該方法
5、不僅保留原PEM大成像光譜技術(shù)是將成像技術(shù)和光譜技術(shù)相結(jié)合的多維信部分優(yōu)點，而且通過雙PEM拍頻降低了調(diào)制頻率(數(shù)十～數(shù)息獲取技術(shù)，它既能得到目標(biāo)的圖像信息，又能得到每個像百Hz)，使得普通面陣探測器就可以實現(xiàn)探測，但光譜反演元對應(yīng)目標(biāo)的光譜信息。這使得成像光譜技術(shù)在測量、環(huán)境已不是傳統(tǒng)的傅里葉變換，而需對低頻的調(diào)制干涉信號進行監(jiān)測、農(nóng)業(yè)、生化分析、天文學(xué)、軍事科學(xué)等領(lǐng)域中有很高Fourier-Bessel變換得到被測光譜。的應(yīng)用價值¨1。]。成像光譜技術(shù)從分光原理上主要分為色散型和干涉型兩大類。由于色散型成像光譜儀光譜分辨率與狹1Du
6、al—PEM-IS基本原理縫寬度成反比，要獲得更高光譜分辨率，就需減小狹縫寬度，使得光能利用率降低。隨著對成像光譜儀技術(shù)指標(biāo)要求Dual—PEM-IS系統(tǒng)原理圖如圖1所示，整個系統(tǒng)主要由的提高，主要表現(xiàn)在空間分辨率、光譜分辨率和對弱信號的離軸三反望遠準(zhǔn)直、雙彈光調(diào)制和數(shù)據(jù)處理三模塊組成。由探測能力等方面，色散型成像光譜儀漸漸不能滿足要求。而于反射式成像光學(xué)系統(tǒng)具有波長范圍寬、透過率高以及色差干涉型成像光譜儀在原理上有高光譜分辨率和高光能利用率小等特點口，被測光首先通過由主鏡、次鏡和三鏡組成的離等優(yōu)點。軸三反望遠準(zhǔn)直模塊匯聚于雙彈光調(diào)制模
7、塊；調(diào)制模塊由起在干涉型成像光譜技術(shù)中，基于彈光調(diào)制器(photoelas—偏器P1、雙PEM(PEM1和PEM2)和檢偏器P2組成，雙ticmodulator，PEM)的光譜測量方法具有通光角孔徑大(可PEM的驅(qū)動工作在不同的頻率下，以對被測光進行拍頻調(diào)用的錐角±50。)、受光面積大、調(diào)制頻率范圍寬、光譜范圍制；調(diào)制后的光經(jīng)過CCD轉(zhuǎn)化為電信號，再由低通濾波得到寬(紫外到紅外)、穩(wěn)定性好等特點【_5]，在大視場、高靈敏所需的信號，對CCD各個像元探測的光電信號Fourier-Bes—度、寬光譜成像測量中具有不可比擬的優(yōu)勢和較高潛力。但
8、sel變換后就可得到對應(yīng)空間位置的光譜信息，由于CCD不收稿日期：2013—05—22。修訂日期：2013—07—19基金項目：國家自然科學(xué)基金儀器專項基金項目(61127015)，國際科技合作項目(2012DFA10680)，山西省國際科技合作項目(2010081038)資助作者簡介：王志斌，1966年生，中北大學(xué)儀器科學(xué)與動態(tài)測試教育部重點實驗室教授e-mail：wangzhibin@nuc．edu．cn*通訊聯(lián)系人e-mail：ruizhanghy@163．com57O光譜學(xué)與光譜分析第34卷Primarymirror：毒一～叁F
9、ig．1Imagingspectrometerschematicdiagrambasedondual-PEM同像元探測的光對應(yīng)著空間不同位置的被測光，所以把CCD+一()sinGolt一)+ao(d)sin
