科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在高動(dòng)態(tài)范圍空間外差成像光譜技術(shù)研究方面取得進(jìn)展

2024-06-13 08:58:58來(lái)源：安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所作者：汪錢(qián)盛關(guān)鍵詞：一維成像光譜儀閱讀量：831

導(dǎo)讀：空間外差一維成像光譜儀（SHIS）能夠同時(shí)獲取不同視場(chǎng)的超光譜信息，適用于臨邊探測(cè)模式下中高層大氣垂直廓線的同步獲取，然而其動(dòng)態(tài)范圍受限于探測(cè)器的性能。

　　近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院安徽光機(jī)所光學(xué)遙感研究中心熊偉團(tuán)隊(duì)針對(duì)空間外差光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)范圍低的問(wèn)題，提出一種基于數(shù)字微鏡器件的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)，相關(guān)成果以《基于數(shù)字微鏡的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)》為題發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊Optics Express上。

　　空間外差一維成像光譜儀(SHIS)能夠同時(shí)獲取不同視場(chǎng)的超光譜信息，適用于臨邊探測(cè)模式下中高層大氣垂直廓線的同步獲取，然而其動(dòng)態(tài)范圍受限于探測(cè)器的性能。為了擺脫對(duì)面陣探測(cè)器的依賴，提出一種基于DMD的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)(HD-SHIS)。

　　HD-SHIS通過(guò)調(diào)整DMD微鏡的翻轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)控制每個(gè)視場(chǎng)信號(hào)的曝光時(shí)間，實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)內(nèi)強(qiáng)弱信號(hào)同時(shí)探測(cè)；同時(shí)，HD-SHIS利用DMD實(shí)現(xiàn)干涉數(shù)據(jù)的Hadamard調(diào)制，提升弱光信噪比。研究人員利用自研的HD-SHIS原理樣機(jī)，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)范圍實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用8 bit的DMD實(shí)現(xiàn)了48 dB動(dòng)態(tài)范圍的提升。本研究提出的HD-SHIS能夠有效提升超光譜成像探測(cè)中的動(dòng)態(tài)范圍，也可應(yīng)用至其他干涉型光譜儀中，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。

　　博士研究生汪錢(qián)盛為論文第一作者，羅海燕研究員為論文通訊作者。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目資助和中國(guó)科學(xué)院合肥研究院院長(zhǎng)基金等支持。

圖1 HD-SHIS驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

圖2 HD-SHIS探測(cè)到的高動(dòng)態(tài)范圍強(qiáng)弱目標(biāo)干涉圖和光譜曲線

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