同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像方法和系统与流程

文档序号:20000659发布日期:2020-02-22 03:09阅读:来源:国知局

技术特征:

1.同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像方法,其特征在于:

步骤1)制备多级tdi集成光谱分光探测器:

步骤1.1)根据成像谱段数确定所需tdi探测器单元的数目m;

步骤1.2)确定m个tdi探测器单元的级数,分别记为s1、s2、…、sm,以及确定每一级的像元数p;

步骤1.3)在h个tdi探测器单元的感光面上分别镀制滤光膜,或者在h个tdi探测器单元的感光面上分别集成滤光片,要求不同tdi探测器单元对应的滤光膜或滤光片的谱段不同,其余m-h个tdi探测器单元不作任何处理;2≤h≤m;

步骤1.4)将m个tdi探测器单元级联,构成具有s1+s2+…+sm级、每级p个像元的多级tdi集成光谱分光探测器;

步骤2)光谱成像系统装配:

在步骤1)制备的多级tdi集成光谱分光探测器前,放置前置成像镜头,并调整使得多级tdi集成光谱分光探测器位于前置成像镜头的成像焦面处;

步骤3)光谱成像:

利用步骤2)装配好的光谱成像系统,推扫待测目标,得到待测目标的图像信息和光谱信息。

2.同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像系统,其特征在于:

包括依次设置在同一光轴上的前置成像镜头和多级tdi集成光谱分光探测器;

前置成像镜头用于将目标成像于所述多级tdi集成光谱分光探测器上;

多级tdi集成光谱分光探测器用于实现光谱分光、能量探测和图像生成;

多级tdi集成光谱分光探测器由m个像元尺寸相等的tdi探测器单元级联构成;m≥2;

第一个tdi探测器单元的级数为s1级,每级有p个像元;

第二个tdi探测器单元的级数为s2级,每级有p个像元;

以此类推;

第m个tdi探测器单元的级数为sm级,每级有p个像元;

s1、s2、…sm可以相等,也可以不相等;

m个tdi探测器单元同步工作;

级联构成的所述多级tdi集成光谱分光探测器有s1+s2+…+sm级,每级有p个像元;

m个tdi探测器单元中,有h个tdi探测器单元的感光面上均镀制有矩形滤光膜或者在感光面前均设置有滤光片,2≤h≤m;不同tdi探测器单元对应的矩形滤光膜或者滤光片谱段不同。

3.根据权利要求2所述的同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像系统,其特征在于:

单个tdi探测器单元的像元数p和级数s的确定原则如下:

p×空间分辨率为光谱成像系统的成像范围,而根据被测目标的几何尺寸,要求光谱成像系统会有相应的成像范围,从而能够确定p的值;

s的数值满足使所述光谱成像系统能够探测到目标的最低能量,同时又不饱和。

4.根据权利要求3所述的同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像系统,其特征在于:

单个tdi探测器单元的级数s具体由下述方法确定:

1)计算tdi探测器单元能够探测到的目标的最低能量

tdi探测器单元能够探测到目标是由tdi探测器单元的信噪比决定,信噪比snr计算公式如下:

其中,n为tdi探测器单元探测到的到的目标的电子数,σd为噪声电子;σd由tdi探测器单元的性质决定;探测到的目标的电子数由下式决定:

其中,π为圆周率常数;d/f为前置成像镜头的相对孔径;d为单个tdi探测器单元的像元尺寸;

tint为单个tdi探测器单元的积分时间;h为普朗克常数;c为真空中的光速;l为前置成像镜头入瞳处单个tdi探测器单元对应谱段的辐亮度;τopt为前置成像镜头的透过率;q为单个tdi探测器单元的量子效率;λ为单个tdi探测器单元对应谱段;

2)根据下述公式计算s:

探测器的积分时间tint与s有关,单级探测器的积分时间为t1,则s级tdi探测器的积分时间可为s×t1,则能量增加s倍,故可根据系统要求的信噪比确定s。

5.根据权利要求4所述的同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像系统,其特征在于:h=m-1。

6.根据权利要求5所述的同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像系统,其特征在于:tdi探测器单元为tdicmos或tdiccd。

7.根据权利要求6所述的同时获取高空间、高光谱分辨率光谱图像的光谱成像系统,其特征在于:tdi探测器单元上镀膜可采用法布里-珀罗干涉滤光法、基于纳米结构的表面等离子体超表面滤光或纳米光栅结合导模共振滤光法。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1