高光譜相機的分光方式及優(yōu)缺點分析
發(fā)布時間:2023-04-12
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根據(jù)分光方式的不同,高光譜相機可以分為不同的類型。本文對這些類型以及各自的優(yōu)缺點進行了簡單的分析,僅供參考。
根據(jù)分光方式的不同,高光譜相機可以分為不同的類型。本文對這些類型以及各自的優(yōu)缺點進行了簡單的分析,僅供參考。
1.?透射光柵
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,無移動部件,對入射光線的入射角度無特殊要求。一次采樣對一條線的全波長都可進行采樣,光譜分辨率可以做到2.5nm(以400-1000nm的光譜相機為例)
缺點:價格貴
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2.?濾光片-漸進式濾光片(干涉濾光片)
優(yōu)點:便宜,透過率高。
缺點:同樣不能整個框幅一次采樣;光譜分辨率做不高,10-20nm左右,更關(guān)鍵的是,對入射光線要求的非常高,對于非垂直入射的光線,干涉濾光片的濾光效果會有非常大的變化。如果正入射時截止波長是600nm,非正入射時有可能截止波長會變差650nm。所以對入射光線的角度要求特別高,但是,高光譜的檢測通常都要求有一定的視場角和成像范圍。這樣在前端光路設(shè)計上會導(dǎo)致非常高的成本或者導(dǎo)致很高的光譜偏差。
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3.?濾光片-馬賽克濾光片
優(yōu)點:透過率高,信噪比可以做的高;可以整個框幅的畫面多格波長一次成像(就是說一次獲得整幅圖像在不同光譜的數(shù)據(jù));用馬賽克中一個濾光片的數(shù)據(jù)來代替整個濾光片的數(shù)據(jù)。
缺點:光譜分辨率低,和漸進式濾光片一樣,只能做到10-20nm(較好的情況下);光譜通道少,馬賽克由幾個濾光片組成,就有幾個通道(通常為4、9、16、25、36通道,還沒看到文獻說更高的);空間分辨率低,空間分辨率 = 傳感器分辨率/通道數(shù)。
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4.?可見光液晶可調(diào)諧濾波器LCTF/聲光可調(diào)諧濾波器AOTF/法布里珀羅濾波器等
優(yōu)點:一次可以對整幅圖像進行單波長采樣;光譜通道的數(shù)量可以很多。
缺點:一次可以對整幅圖像進行單波長采樣,切換其它的波長需要時間,如果測量的是移動目標(biāo)/非靜止目標(biāo),就不適用了;
光譜分辨率也很難做到很高,光譜分辨率做的高信號強度(光通量)會下降很大,很難保證信噪比。