【摘要】：大孔徑靜態(tài)干涉成像光譜儀獲取圖譜數(shù)據(jù)立方體的過程包含干涉儀調制、探測器矩形函數(shù)卷積采樣和光譜反演,其光譜信噪比評估模型復雜。從光譜能量調制、采樣、反演的完整傳輸過程入手,根據(jù)探測器矩形卷積采樣原理,采用離散傅里葉變換取實部的光譜反演方法,進行信號與噪聲的理論推導,建立了大孔徑靜態(tài)干涉成像光譜儀光譜信噪比評估模型�？紤]了與波數(shù)相關的光學系統(tǒng)透過率、干涉儀分束面效率、探測器量子效率等儀器設計參數(shù)和主要電路噪聲參數(shù),進行了光譜信噪比仿真計算。利用LASIS儀器進行了光譜信噪比實驗測試,測試結果與模型仿真計算結果平均偏差為3.58%,單譜段信噪比趨勢基本吻合,驗證了評估模型的正確性。評估模型中包含了典型LASIS成像光譜儀由輸入光譜輻射到輸出光譜數(shù)據(jù)的各項主要技術環(huán)節(jié),在信噪比計算公式中帶入干涉儀分束面干涉效率、探測器矩形采樣方式等因素對儀器光譜信噪比的影響算子,并利用實際儀器進行了實驗驗證,對提高LASIS成像光譜儀工程設計水平具有指導意義。
[Abstract]:The acquisition of spectral data cube by large aperture static interference imaging spectrometer includes interferometer modulation, detector rectangular function convolution sampling and spectral inversion, and its spectral signal-to-noise ratio evaluation model is complex. Starting with the complete transmission process of spectral energy modulation, sampling and inversion, according to the principle of detector rectangular convolution sampling, the spectral inversion method of discrete Fourier transform (DFT) is used to derive the theory of signal and noise. A spectral signal-to-noise ratio (SNR) evaluation model of large aperture static interferometric spectrometer is established. The optical system transmittance, beam splitting efficiency of interferometer, detector quantum efficiency and the main circuit noise parameters are considered, and the spectral signal-to-noise ratio is simulated. The experimental results of spectral signal-to-noise ratio (SNR) are tested by using LASIS instrument. The average deviation between the measured results and the simulation results is 3.58, and the SNR trend of the single spectral band is basically consistent, which verifies the correctness of the evaluation model. The evaluation model includes the main technical links of the typical LASIS imaging spectrometer from the input spectrum radiation to the output spectral data. The interference efficiency of the interferometer beam-splitting surface is brought into the calculation formula of the signal-to-noise ratio (SNR). The influence of the detector rectangular sampling method on the signal-to-noise ratio (SNR) of the spectrometer is verified by experiments, which is helpful to improve the engineering design level of the LASIS imaging spectrometer.
【作者單位】： 中國科學院西安光學精密機械研究所光譜成像技術重點實驗室;中國科學院大學;中國科學院光電技術研究院;
【基金】：國家自然科學基金項目(41005109) 中國科學院空間科學先導專項(XDA04072102)資助
【分類號】：TH744.1

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本文編號：2369050