短波红外PGP成像光谱技术研究

来源 :中国科学院上海技术物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:poloyzhang
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短波红外超光谱成像仪在遥感领域具有重要的意义。在短波红外(1.0~2.5μm)的反射光谱中,许多物体特别是岩石矿物存在着可分辨的吸收和反射特征,这些特征的波长宽度大约是10~20nm,早期发展起来的多光谱、高光谱将不能满足未来的应用需求。   已经全面展开的深空探测活动要求成像光谱仪具备小型轻量化、低功耗的特点,而对地球外其他行星等目标探测中,短波红外波段以其物质识别能力成为重要探测波段。PGP(Prisnr-Grating-Prism)分光具备透射式、易装配、高效率等优点。该课题的目的是验证PGP分光计对深空探测要求的适应性,为研制适用于深空探测的小型轻量化短波红外成像光谱仪奠定技术基础,掌握和解决研制推帚式短波红外成像光谱仪的关键技术。   论文提出了本课题研究的目的和意义,阐述了成像光谱技术和深空探测的发展,并对国内外目前已开展的深空探测成像光谱仪研究情况做出介绍。指出了短波红外成像光谱仪研制中的几个关键技术及研究现状。研究分析了PGP分光计的原理、设计步骤,并对比其他小型分光计评价其性能指标。   对本课题研究系统的关键性能指标灵敏度、信噪比进行分析。电子学部分分析了探测器前置放大运算器噪声以及芯片的选取,采用热电制冷控制芯片实现探测器热电制冷,设计程序通过串行通信方式修改探测器积分时间,通过串行模数转换芯片采集探测器杜瓦外壳温度数据。   完成实验室成像后对分光计效率进行测试;完成系统装配、光学调校、辐射定标、光谱定标后对系统性能做出测试,包括分光计二级光谱测试、色散率测试、系统空间分辨率测试、系统光谱分辨率测试和系统信噪比测试,同时给出了测试结果及分析。论文最后对课题研究过程中存在的问题做了总结分析。   论文的创新点体现在以下两个方面:   1.采用PGP分光方式构建短波红外成像光谱仪,光谱分辨率8nm,达到或接近国际同类仪器水平。   2.对PGP分光计的性能做出测试验证,通过试验结果评价其在深空探测研究中的适用性。  
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