一种太阳反射全波段高光谱成像探测系统技术方案

技术编号:33457984 阅读:25 留言:0更新日期:2022-05-19 00:39
本发明专利技术公开了一种太阳反射全波段高光谱成像探测系统,包括望远镜集光系统、视场分离组件、光谱仪组件和探测器组件,所述视场分离组件包括一体化三分视场分离器、第一视场组件、第二视场组件和第三视场组件,所述光谱仪组件包括第一光谱仪、第二光谱仪和第三光谱仪;所述探测器组件包括CMOS探测器、InGaAs探测器和HgCdTe探测器。本发明专利技术采用三波段光谱仪,解决了传统太阳反射全波段高光谱探测系统两波段光谱仪长期存在的光谱混叠、光电效率中间高两端低、探测动态范围受限和Etalon干涉效应严重等问题,从而使高光谱探测系统的范围、效率和精度实现了最优化,根源上消除了上述难题,在提升整体探测效能的同时,从系统上简化了光电组部件的复杂性和难度。了光电组部件的复杂性和难度。了光电组部件的复杂性和难度。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳反射全波段高光谱成像探测系统


[0001]本专利技术涉及高光谱成像
,特别涉及到一种太阳反射全波段范围内,大幅改善探测范围、探测灵敏度和精度的高效高光谱分辨率成像探测系统和体制。

技术介绍

[0002]0.4μm~2.5μm的太阳反射全波段几乎涵盖了反映目标反射特性的所有波长,在生态环境监测,国土资源和地质矿产调查,以及灾害监测、农、林、牧业精细作业,城市规划等方面都具有重要作用。高光谱成像技术是80年代发展起来的遥感技术,与传统的光谱仪不同的是,高光谱成像技术是集成像与光谱于一体(图谱合一),以纳米级高光谱分辨率,在获取目标二维空间图像信息的同时,同步获取目标的连续精细光谱信息,使空间遥感的探测能力大为提高。传统体制的太阳反射全波段把探测波段分成了0.4μm~1.0μm的可见近红和1.0μm~2.5μm的短波红外两个部分,利用两个光谱仪将0.4μm~1.0μm的可见近红波段聚焦在CCD或CMOS探测器上进行成像,将1.0μm~2.5μm的短波红外波段聚焦在HgCdTe探测器上进行成像。由于干涉或棱镜分光的非线性,在较宽的波段范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳反射全波段高光谱成像探测系统,包括望远镜集光系统(1)、视场分离组件(2)、光谱仪组件(3)和探测器组件(4),其特征在于:所述视场分离组件(2)包括一体化视场分离器(2

1)、第一视场组件(2

2)、第二视场组件(2

3)和第三视场组件(2

4),所述光谱仪组件(3)包括第一光谱仪(3

1)、第二光谱仪(3

2)和第三光谱仪(3

3);所述探测器组件(4)包括CMOS探测器(4

1)、InGaAs探测器(4

2)和HgCdTe探测器(4

3);来自目标的光线经望远镜集光系统(1)集光后,经过一体化三分视场分离器(2

1),形成三路光线,一路光线经第一视场组件(2

2)形成波段范围为λ1~λ2的第一波段光,一路光线经第二视场组件(2

3)形成波段范围为λ3~λ4的第二波段光,一路光线经第三视场组件(2

4)形成波段范围为λ5~λ6的第三波段光;所述第一波段光经第一光谱仪(3

1)分光后聚焦成像在CMOS探测器(4

1)上,所述第二波段光经第二光谱仪(3

2)分光后聚焦成像在InGaAs探测器(4

2)上,所述第三波段光经第三光谱仪(3

3)分光后聚焦成像在HgCdTe探测器(4

3)上,其中λ1<λ3≤λ2<λ5≤λ4<λ6,且每个波段范围内最小波长不低于最大波长的一半,即λ2<2λ1,λ4<2λ3,λ6<2λ5;所述第二波段光的搭接波长位于CMOS探测器(4

1)的高量子效率区,所述第三波段光的搭接波长位于InGaAs探测器(4

2)的高量子效率区,实现第一波段光至第三波段光范围内λ1~λ6连续高量子效率探测。2.根据权利要求1所述的一种太阳反射全波段高光谱成像探测系统,其特征在于,所述一体化三分视场分离器(2

1)包括一个类梯形状的主棱镜(2
‑1‑
1)以及位于主棱镜(2
‑1‑
1)两侧的第一反射镜(2
‑1‑
2)和第二反射镜(2
‑1‑
3),所述主棱镜(2
‑1‑
1)中心设有光通路(2
‑1‑
4),所述目标的光线经望远镜集光系统(1)集光后,经主棱镜(2
‑1‑
1)光通路(2
‑1‑
4)形成一路光线,经第一反射镜(2
‑1‑
2)反射形成一路光线,经第二反射镜(2
‑1‑
3)反射形成一路光线。3.根据权利要求1或者2所述的一种太阳反射全波段高光谱成像探测系统,其特征在于,所述第一视场组件(2

2)包括镀有波长为λ1的前截止滤光膜的狭缝防尘保护片(2
‑2‑
1)、带楔型角的长狭缝靶标(2
‑2‑
2)和镀有波长为λ2的后截止滤光膜的狭缝防尘保护片(2
‑2‑
3);所述经主棱镜(2
‑1‑
1)光通路(2
‑1‑
4)形成的光线,依次通过镀有波长为λ1的前截止滤光膜的狭缝防尘保护片(2
...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘银年张宗存秦荣杰孙德新赵云柯有龙
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所
类型:发明
国别省市:

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