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棱镜—光栅型短波红外成像光谱仪关键技术研究

成像光谱仪是光学成像技术与光谱分析技术的融合,可在获得目标图像信息的同时获得其对应光谱信息,是一种综合获取目标信息的光学仪器。成像光谱仪把成像技术和光谱技术有机的结合了起来,通过“狭缝”的引入恰到好处的协调了成像与光谱的矛盾,可以同时采集目标的图像信息和光谱信息,从而获得目标的成像光谱数据立方体,从数据立方体中便可以提取出对应的空间图像以及空间图像中任一位置的光谱曲线,即实现了成像技术与光谱技术的融合。目前成像光谱仪已广泛应用于航空航天遥感、医学检测与诊断、矿产资源勘探、环境监测以及军事侦察与伪装识别等诸多领域。并且随着国内对于成像光谱技术的不断推广,可覆盖太阳反射光谱区的成像光谱仪的应用需求日益强烈,并且伴随着近几年无人机技术的飞速发展,适用于无人机载的小型化便携式的短波红外成像光谱仪的需求更是日益迫切。鉴于此,本文展开了对于棱镜-光栅型短波红外成像光谱仪的研究,目标是研制具有自主知识产权的短波红外成像光谱仪,针对棱镜-光栅型  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)
中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

用于羽焰辐射特性测量的快照式短波红外成像光谱仪关键技术研究

随着光谱成像技术的不断进步,如何能够快速得到目标的三维图谱信息成为国内外的研究重点之一。压缩感知理论及编码孔径快照式成像光谱仪(CASSI)理论模型的提出为其带来极大的理论支撑,有望突破传统光谱成像技术的缺点,在空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率上得到综合提高。本文基于靶场光学测量技术的应用背景,对双相机编码孔径快照式短波红外成像光谱仪关键技术展开研究,主要工作和创新点体现在以下几个方面:1.传统靶场光学测量只能对火箭等目标的空间姿态和角度进行测量。本文在对固体发动机火箭羽焰光谱辐射特性进行研究后,提出采用双相机编码孔径快照式短波红外成像光谱仪对火箭及其固体发动机羽焰进行靶场光学测量,这样既可以获取火箭飞行姿态信息和角度信息,还可以实时获取固体发动机整个羽焰的多光谱图像信息,有效丰富待测目标的测量数据量,对于实时记录推进剂燃烧状态和发动机工作状态具有重要意义。之后对双相机编码孔径快照式短波红外成像光谱仪进行数学建模,该模型定量给...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

基于高光谱成像的地物三维模型重构关键技术研究

地物目标模型重构是根据地物目标的特性进行建模,将虚拟仿真和真实目标相对应。通过计算机图形图像学和遥感光学构建地物几何模型和光学模型,使得仿真模型与真实物体在几何、光学等特性上对应,较多地保存目标的特征信息。该课题有助于深化光学遥感目标特性研究,促进遥感多维信息提取和融合技术的发展,为新型仪器的研制提供分析和验证手段。传统地物目标模型重构的方法对地物种类繁多、几何形状多变、光谱特性辨识度高的高分辨率遥感场景,存在地物分类误差和材质映射错误,且测量工作量大,使得空间光谱难以准确对应,无法达到精细建模的要求,仿真结果模型实用性不高。针对新型高光谱遥感器亟需满足对地高精度高分辨率测量需求和当前地物目标模型重构的数据测量工作量大且无法精细建模的现状,论文对基于高光谱成像的地物模型仿真原理和关键技术进行了研究。利用光谱图像数据中每个像元与其光谱数据相结合的特点,提出将双向反射率函数扩展为按像元分布的空间变化双向反射率;结合不变尺度特征检测和...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)
中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

基于数字微镜的编码成像光谱仪的研究

成像光谱仪结合了照相机和光谱仪的功能,可以得到空间和光谱信息,有广泛的应用领域。本文主要对数字微镜DMD编码的光谱成像系统进行了研究,论文的主要研究工作及成果如下:1、介绍了成像光谱仪的应用与分类,引出编码方式的成像光谱仪;通过分析数字微镜DMD编码成像光谱仪的研究现状,指出DMD编码的主要方式:光谱编码和空间编码。2、分析了DMD两种编码方式的结构与原理,仿真分析了DMD的二维衍射特性及对光学系统的影响。结合编码方式的特点,先从双光栅结构的光谱编码方式入手,设计了一套双光栅光谱编码成像系统。3、实现了基于哈达玛变换的成像光谱仪,针对传统标定方法繁琐、耗时、灵活性差,提出并实现了一种基于图像匹配的光谱标定方法。该方法的优点:效率高,通过匹配计算得到DMD与CCD的相对物理位置,即使编码模板改变也不需要重新标定;精度高,对于像素不匹配造成的交错编码点,根据标定位置计算灰度编码值,代替原有的0-1编码值,从而提高重建光谱精度。4、提...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于蚀刻衍射光栅与MZI阵列的成像光谱仪芯片

光谱仪是人们认识世界和改造世界的重要工具。在生产与科研中有着重要作用。在光谱仪的小型化过程中,由于集成平面光波导技术能够实现高分辨率和多通道数目的小型化光谱仪,并且通过与CMOS工艺兼容来降低成本,具有便携、高效以及价格低的优势,因而应用前景广泛。然而已有的基于集成平面光波导技术的光谱仪研究是针对生化传感应用和光通信等领域,还没有对于在遥感成像领域应用集成光学芯片光谱仪替代传统体式光谱仪的研究。本文针对一般卫星和飞机中使用的推扫式成像光谱仪的大波长范围、偏振不敏感以及多通道输入的要求,对其中的光栅色散型光谱仪和干涉型光谱仪分别提出了使用集成平面光波导芯片进行替代的方案,并利用实验室平台进行了光谱仪芯片的设计、制作和测试。本文的具体研究工作主要分为以下几个方面:(1)分析了集成平面光学器件的最基本组成部分--光波导。使用光波导的的解析和数值方法对其有效折射率、单模特性、偏振效应、耦合间距与色散进行仿真。对比了纳米线波导和大截面波导...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科学家》2016年18期
科学家

玉兔号月球车

玉兔号是中国首辆月球车,和着陆器共同组成嫦娥三号探测器。玉兔号月球车设计质量140千克,能源为太阳能,能够耐受月球表面真...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国农业科学》2010年11期
中国农业科学

扫描成像光谱仪和地物光谱仪在单叶尺度上的对比研究

【目的】对图谱合一的冬小麦叶片高光谱数据进行分析,验证扫描成像光谱仪(PIS)在近地使用的可行性。【方法】利用扫描成像光谱仪和地物光谱仪(ASD)获取冬小麦关键生育期的叶片光谱信息,比较两仪器在450—850nm获得的光谱曲线;选取15种植被指数,对两仪器获得的光谱值进行植被指数运算,并将结果与叶片叶绿素含量进行相关分析。【结...  (本文共7页) 阅读全文>>