熱紅外光譜遙感儀器可以探測目標(biāo)的熱輻射量并且可以同時獲取幾十至上百個不同熱紅外光譜波段的定量化信息,能夠分辨出物質(zhì)的微小差異、全天候有效工作并有諸多不同于其他譜段的獨特應(yīng)用。但在常溫工作條件下,熱紅外光譜儀自身產(chǎn)生的內(nèi)部雜散輻射較高,占用了系統(tǒng)的動態(tài)范圍,造成探測器的積分時間無法提升、信噪比受限等問題,而且由系統(tǒng)溫度波動引發(fā)的內(nèi)部雜散輻射波動還會嚴重影響光譜儀系統(tǒng)的輻射定量化。目前,內(nèi)部雜散輻射已經(jīng)成為制約熱紅外成像光譜儀系統(tǒng)性能提升的瓶頸,需要對其進行分析、測量和抑制等研究。本文介紹了熱紅外成像光譜儀的研究現(xiàn)狀,指出了熱紅外成像光譜儀由于其內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜且表面積大,光學(xué)元件種類多樣,使用環(huán)境不穩(wěn)定等多種問題,使得熱紅外成像光譜儀的內(nèi)部雜散輻射的分析和測量研究依然存在著諸多不足和困難。介紹了課題基于Offner凸面光柵結(jié)構(gòu)的熱紅外成像光譜儀的詳細光機設(shè)計,以熱紅外光譜儀的內(nèi)部雜散輻射為研究對象,對熱紅外光譜儀內(nèi)部雜散輻射分析方法、評價指標(biāo)、測量方法和抑制方法等方面進行了深入研究。本論文的主要研究成果如下:1)針對常用的內(nèi)部雜散輻射分析方法如采用數(shù)學(xué)積分的理論計算方法、以光譜儀內(nèi)部各表... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

一人手持兩瓶無色的四氟乙烷氣體的可見光圖像與熱紅外高光譜圖像[2]（紅色為經(jīng)標(biāo)注的四氟乙烷氣體）

第1章緒論5下面介紹其中幾臺有代表性的儀器。（1）空間增強寬譜段光譜系統(tǒng)SEBASS(SpatiallyEnhanceBroadbandArraySpectrographSystem)空間增強寬譜段光譜系統(tǒng)SEBASS由美國航空設(shè)備制造商AerospaceCorporation公司于1996年研制，是第一臺被報道的工作于熱紅外波段的高光譜成像儀，其光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.2[3]所示，它有兩個工作波段：2.0~5.2μm(MWIR)、7.8~13.5μm(LWIR)，F(xiàn)數(shù)為7.2，NESR達到0.8μW，在中波紅外波段，采用LiF曲面棱鏡作為分光元件，光譜分辨率為25nm，在熱紅外波段，采用NaCl曲面棱鏡作為分光元件，光譜分辨率為50nm。地面景物信息經(jīng)過前置望遠物鏡成像于狹縫處，后經(jīng)由二向色鏡被分為中波紅外與長波紅外兩個波段，這兩個波段的光線分別由各自的分光棱鏡色散，最終成像于相應(yīng)的探測器處。圖1.2空間增強寬譜段光譜系統(tǒng)SEBASS光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[3]Fig.1.2SystemobjectofSpatially-EnhancedBroadbandArraySpectrographSystem[3]（2）機載高光譜成像儀AHI(AirborneHyperspectralImager)機載高光譜成像儀AHI于1998年由美國夏威夷大學(xué)、美國技術(shù)研究協(xié)會和空間計算公司研發(fā)完成，起初設(shè)計為紅外高光譜的遙感礦物探測能力進行驗證的實驗樣機。AHI長波光譜成像儀包含望遠鏡、光譜儀以及焦平面電路，其光學(xué)系統(tǒng)示意圖和實物圖分別如圖1.3[5]和圖1.4[5]所示，AHI的譜段范圍是7.5~11.5μm，共有32個通道，光譜分辨率為125nm，NEΔT達到0.1K@300K。

熱紅外成像光譜儀內(nèi)部雜散輻射的分析和測量6圖1.3機載高光譜成像儀AHI的光學(xué)示意圖[5]Fig.1.3OpticalschematicdiagramofAHI[5]圖1.4機載高光譜成像儀AHI的實物圖[5]Fig.1.4PhysicalmapofAHI[5]（3）長波高光譜成像儀LWHIS(LongWaveHyperspectralImagingSpectrometer)長波高光譜成像儀LWHIS由美國諾格空間公司于2003年研制，見圖1.5[8]，波段范圍為8~12.5μm，F(xiàn)數(shù)為2.5，光譜分辨率達到35nm�？臻g分辨率達到0.9mrad，成像視場為6.5°，其采用平面光柵分光，光譜波段達到128個。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3493405