资源描述：
《基于多通道窄带滤波阵列的微型多光谱成像仪_叶玉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第8卷第8期2008年4月科学技术与工程Vo.l8No.8Apr.20081671-1819(2008)8-1989-05ScienceTechnologyandEngineering2008Sc.iTech.Engng.基于多通道窄带滤波阵列的微型多光谱成像仪叶玉张涛郑伟波王少伟(中国科学院上海技术物理研究所,上海200083)摘要设计出一种基于多通道窄带滤波阵列的微型多光谱成像仪。系统根据推帚式成像光谱仪的原理进行设计,采用多通道窄带滤波阵列在后光学系
2、统进行分光,利用高精度载物台驱动实验目标进行推扫成像,选用USB总线作为数据采集的微机接口。整个系统由宽光谱光源、普通光学镜头、分光滤波片、面阵CCD成像装置、载物台自动装置以及数据采集和控制模块等几部分组成。系统的光谱范围从760nm到900nm,共16个波段,光谱分辨率<10nm。系统具有同时获取不同波长光谱信息、结构紧凑、成本低、可靠性强和小型化等优点;不仅能够提供目标在近红外的单波段光谱图像,而且能够获得图像中任意像素的光谱曲线,实现光谱技术和成像技术的结合。关键词多光谱成像CCD
3、USB光谱曲线中图法分类号TH744.1;文献标志码A成像光谱技术将光谱分析技术与二维成像技的分光技术,发展较晚,主要是利用二元光学透镜[3]术有机地结合在一起,不仅能对物体进行二维形态独特的色散特性实现分光。前三种分光技术的成像,同时还能提供丰富的光谱信息。由于光谱图分光光路复杂、可靠性差、体积庞大、不适合小型化像数据中每一像元含有与被测物理组分有关的光设计;滤波型分光技术属于光学薄膜技术,是一种谱信息,能直接反映出目标的物理光谱特征,从而多通道滤波平面微型元件,可以有效的克服
4、前三种揭示各种目标的存在状况和物质成分,使得从空间分光技术的缺点,而且具有光谱分辨率高、尺寸小、[4]上直接识别目标成为可能。由于其具有光谱分辨性能稳定的特点。这种技术在光纤通信、空间工率高、波段多、图像与光谱相结合等优点,因此在遥程、工业检测和环境科学等领域获得了广阔的应用。感系统的空间与地球的探测,在生物医学的活体组本文所采用的多通道窄带滤波阵列,属于滤波[1]织的成分与病变的检查,军事目标侦查探测,食型分光技术,是上海技术所物理室研制的,具有集[2]品安全检测等方面都有着广泛的应用。成度高(达
5、128个通道)、可同时获得不同波段的光目前用于成像光谱仪的分光技术主要有色散谱数据、器件尺寸与CCD相匹配以及性能稳定等优[5]型、干涉型、二元器件和滤波型。色散型主要是棱点,可用于微型和小型化多光谱成像仪。它的主镜或光栅分光,利用色散元件将复色光色散分成序要缺点是滤波阵列的总光谱范围受限,最大光谱范列谱线,然后利用探测器测量每一谱线元的强度。围为150nm,因此不适合用于大范围光谱测量,只干涉型基本上是基于麦克尔逊干涉仪,可以同时测适用于特定窄光谱段的光谱成像和光谱数据分析。量所有谱线元的干涉强度
6、,然后对干涉图进行傅立本文介绍的是作者研制的一种基于多通道窄叶变换,得到目标的光谱图。二元器件是比较新颖带滤波阵列进行分光的小型化多光谱成像仪。该系统利用多通道窄带滤波阵列对目标的像进行分2007年1月2日收到光,然后由CCD采集图像;通过高精度的自动扫描第一作者简介:叶玉(1983),男,汉族,浙江省宁波人,研究平台在光谱维上进行扫描,得到整个视场的光谱图生,硕士,研究方向:近红外多光谱成像技术和CCD成像技术。E-像和每个空间点的光谱曲线。mai:ljanickye@163.com。1990
7、科学技术与工程8卷1多光谱成像原理2主要技术指标本文介绍的多光谱成像仪的光路非常简单,无由于成像光谱仪器的一些指标参数之间是相需复杂的透镜组,抗震性能好,尺寸小。采用宽光互影响和相互制约的,因此,对于多光谱成像而言,谱的白光LED照射样品,由普通光学镜头进行成其主要指标的确定,需要考虑目标光谱特性,系统像,然后多通道窄带滤波阵列在像平面上进行分的综合性能以及分系统器件的各种参数的制约等光,最后由CCD系统进行图像采集。其中,多通道因素。窄带滤波阵列和CCD光敏面用玻璃胶直接粘贴,要2
8、.1光谱范围求玻璃胶厚度均匀,无空气泡存在,以消除干涉现该系统采用反射式被动成像,可用于研究目标象。由于多通道窄带滤波阵列的滤波特性随入射的反射光谱特性。由于多通道窄带滤波阵列的制角变化而变化(见图1),因此需要选择长焦距的光造工艺的限制,色散器件的有效滤波范围在150nm学镜头或安装专用光路系统使到达滤波片的光的左右,因此多应用于特定目标的窄光谱范围研究。入射角控制在5以下。同时由于受CCD量子效应的限制,可选波长范围在400~900nm之间。本成像光谱仪主要用
