尚博[1]2008年在《高光谱干涉成像重构技术研究》文中指出高光谱干涉成像技术以纳米量级的光谱分辨率对探测对象进行成像,能够获取探测对象丰富的空间信息和光谱信息,被广泛用于军事和民用领域。高光谱干涉图像的光谱重构是高光谱成像光谱技术面临的重要问题之一,本论文围绕高光谱图像重构这个核心问题展开研究。首先,研究了干涉成像光谱学的基本理论和三角共路型成像光谱技术方案,研究了切趾处理的基本原理,重点研究了三角切趾和广义余弦切趾函数,通过对实际采集得到的干涉图进行重构处理,分析得出了多种切趾函数对复原光谱的影响;然后,分析了相位误差产生的原因,研究了零位误差和取样相位误差对光谱重构的影响,重点研究了卷积法和乘积法相位校正,分析了切趾函数的选择对相位校正的影响以及相位校正对复原光谱的影响;之后,研究了干涉图共轭对称化处理及快速傅立叶变换光谱重构技术;最后,搭建了三角共路型成像光谱实验平台,推导出了光学系统的理论光谱分辨率,对采集到的单色干涉图进行了光谱重构,实验结果表明,复原光谱旁瓣得到了明显抑制,光谱噪声减小,复原光谱分辨率达到了系统光谱分辨率的要求。
杨露[2]2007年在《干涉成像光谱技术中干涉图处理的研究》文中提出干涉成像光谱技术是当今可见光和红外遥感探测技术的前沿技术，它是获取和研究探测目标三维信息的重要手段。本文首先系统地阐述了干涉光谱技术的发展背景、研究现状及应用，分析了干涉光谱学的基本原理和优点，在此基础上分别分析了时间调制型和空间调制型干涉成像光谱仪的基本原理、结构和性能特点，重点讨论了三角共路型干涉成像光谱仪的原理和优点；对干涉图数据预处理、切趾滤波、相位校正、傅里叶变换进行了研究，其中重点研究切趾滤波和相位校正，编写了切趾处理程序，采用六种常见的窗函数对模拟的干涉图和实际采集的激光干涉图分别进行切趾处理，并对得到的数据结果进行分析，结果表明使用汉明窗对模拟干涉图和使用汉宁窗对激光干涉图切趾效果最佳；对相位校正常用的两种经典方法、三点法以及改进的新方法进行了研究，得出实施方案。
王琰[3]2010年在《干涉光谱成像技术中数据处理算法研究》文中研究表明干涉成像光谱技术是当今可见光和红外遥感探测技术的前沿技术,它是获取和研究被测目标三维信息的重要手段。本文首先系统地阐述了干涉成像光谱技术的发展、研究现状及应用,介绍了干涉成像光谱学的基本原理和优点,分析了时间调制型和空间调制型干涉成像光谱仪的基本原理、结构和性能特点,重点讨论了三角共路型干涉成像光谱仪的原理和结构；本文重点研究了干涉图数据处理的几个步骤：干涉图去趋势项、切趾滤波、相位校正、重构算法的改进问题,还着重研究了相位校正的几种方法。在算法研究的基础上,编写了对干涉图数据处理的模拟仿真程序,进行干涉成像光谱技术的实验,并对实验采集到的干涉图进行处理,并分析了实验结果。
王亚琴[4]2012年在《干涉光谱成像数据处理的FPGA实现》文中进行了进一步梳理干涉光谱成像技术是光谱成像技术的研究热点，主要是利用光的干涉原理获取目标的干涉数据信息，利用干涉数据与光谱数据之间存在傅里叶变换关系，采用数据处理的方法获取目标的光谱信息。目前随着光谱技术成为重要军事侦查手段，实时的获取目标的光谱信息成为当今光谱数据处理的新要求。本文在研究干涉条纹复原方法的基础之上，设计了基于FPGA实现的干涉数据复原系统。该系统的核心处理芯片为Xilinx的高速数字信号处理FPGA，具有处理速度快，集成度高等优点。本文首先介绍了干涉成像光谱仪的历史及发展现状，并对当今干涉光谱仪的数据处理方法进行了分析总结，然后详细介绍了干涉光谱复原理论以及复原步骤；针对FPGA在数字信号处理方面的优势和特点作了论述，然后在FPGA中逐一实现复原步骤所涉及到的功能模块，包括滤波模块，切趾模块，FFT运算模块和相位修正模块以及异步读写FIFO，UART串口数据传输模块；最后对实物电路进行了调试，分别验证了UART模块和数据处理模块的功能，表明建立FPGA系统处理干涉光谱数据方案可行。
逯雪峰[5]2012年在《短波红外干涉光谱成像光学系统的优化设计与分析》文中指出成像光谱技术是成像技术与光谱技术的有机结合，可以获取目标的二维空间信息和一维光谱信息，因此成为当今可见光以及红外遥感探测领域的前沿科学。随着空间遥感技术的发展，要求成像光谱仪向宽光谱、大口径、高通量及高稳定等方向发展，因此对光学系统的设计提出了更高的要求。本文研究了0.9~2.5m m宽波段的短波红外干涉成像光谱仪的光学系统优化设计与分析问题。首先介绍了短波红外干涉光谱成像技术的国内外发展现状；然后根据系统的参数要求，分别对前置镜、干涉仪、准直镜以及成像镜进行了优化设计。根据前置镜长焦距、宽谱段和小视场的特点，进行了设计方案讨论；采用非球面R-C折反系统作为优化方案，选用不同的主镜焦比值F/2，F/1.5，F/1.2进行了优化设计，设计结果表明主镜焦比小的系统可以有效地缩短系统长度，为进一步提高系统分辨率提供设计基础，但同时设计难度增加。在干涉仪的设计中，为了尽量减小系统体积，提高稳定性，实现实体Sagnac干涉仪的设计，分析了望远镜倍率变化引起的干涉仪尺寸变化情况，即干涉仪的尺寸优化设计问题；根据优化分析结果，兼顾望远镜倍率提高带来的准直镜设计难度问题，选取了较为合适望远镜倍率，实现了实体Sagnac干涉仪的设计，减小了系统的体积和重量。在此基础上，进行了准直镜以及成像镜的优化设计，设计中重点讨论了短波红外的材料特性与消色差的材料选配问题。接着，将系统各部分组合，并进行优化和分析，最终得到的整体光学系统，具有体积小、稳定性高和高像质、高通量等优点。在光学设计的基础上，介绍了杂光分析的重要意义及常用抑制措施，并对前置镜进行了杂散光分析，设计了遮光罩及挡光环等消杂光结构，通过软件仿真和测试，表明采取的抑制措施将杂光控制在允许范围内。
李传荣, 贾媛媛, 马灵玲[6]2010年在《干涉成像光谱遥感技术发展与应用》文中研究指明干涉成像光谱技术是遥感技术与应用的前沿与热点,因其高通量、高光谱分辨率和高成像稳定性等特点带来的巨大应用潜力而受到各国的普遍重视。从干涉成像光谱技术基本原理出发,系统回顾并评述干涉成像光谱数据在光谱复原、定标、大气校正三方面的主要进展,同时对国内外干涉型成像光谱仪的发展与应用加以介绍,指出基于HJ-1A超光谱成像仪开展相关工作是加快我国干涉成像光谱技术发展的有效途径。
刘德芳[7]2015年在《基于色散剪切干涉的高光谱成像研究》文中指出干涉成像光谱技术具有高光通量、多通道等优点,在航空航天、生物医学、军事侦察等领域具有重要应用价值。传统干涉成像光谱技术中,光谱分辨率取决于获取干涉光程差的大小,要想获取高分辨率光谱信息,需增加推扫行程,加大了探测数据量和计算量。采用色散技术与干涉技术相结合的色散剪切干涉成像光谱技术,在不增加推扫行程基础上,能够提高复原光谱分辨率,在干涉成像光谱技术研究中具有重要意义。本论文在基于传统干涉成像光谱技术原理上深入研究了色散剪切高光谱干涉成像原理,分析了色散剪切高光谱干涉成像系统几何参数对整个系统设计的影响,根据技术指标,在计算分析基础上,优化确定了相关的硬件参数,完成了Sagnac系统、空气隙双楔色散板及相关机械结构的设计加工。研究了光谱复原算法,验证了光程挤压算法的正确性并对色散剪切高光谱干涉成像系统进行了窄带光谱的模拟仿真。利用搭建的实验装置对激光光源进行验证实验,在640nm-660nm谱段复原光谱分辨率优于0.5nm,同时利用该系统对目标场景进行成像光谱探测,获取了较好高光谱图像。
肖相国, 张栓民, 陈秀萍[8]2016年在《基于Mach-Zehnder的像面相交干涉成像光谱技术》文中研究表明像面相交干涉光谱成像技术是一种紧凑型光谱成像技术,具有体积小、质量轻等特点,可搭载在小卫星或飞机平台上进行光电侦察等工作。研究了像面干涉光谱成像技术,提出基于多棱镜组合的Mach-Zehnder角剪切分束器的设计方案,对该分束器的工作原理及设计方法进行详细论述,并结合实例对某光谱分辨率条件下的Mach-Zehnder角剪切分束器的角剪切量进行了分析设计。同时研究了像面相交干涉光谱成像系统物镜设计特点,对该像面相交干涉光谱成像技术进行实验验证。
沈燕[9]2016年在《基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术研究》文中指出光谱技术作为无损快速检测技术,可获得探测目标的物理化学及深层结构信息,在科学研究、环境监测、生物医学、食品质量安全检测等领域具有广泛的应用。本文针对目前光谱探测技术受测量原理、探测模式的限制,普遍存在视场小、光通量低、光学系统复杂等缺点,对基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术进行了深入分析,提出了一种基于Wollaston棱镜与角锥结合的偏振干涉成像方案,研究了一种大视场、高通量静态光谱探测系统。论文首先研究了基于Wollaston棱镜与角锥结合的新型偏振干涉光谱成像机理,提出了虚拟无限远的干涉成像思想,对大视场和高通量特性、系统光程差与光谱分辨率关系进行了理论分析。然后,对光谱系统的设计方法进行了研究,给出了系统的整体设计方案,采用双折射晶体光线追迹的方法推导出干涉光程差的精确计算公式,并分析了系统光程差非线性问题。其次,研究了系统的非线性光谱复原方法,对基于快速高斯网格法的非均匀傅里叶变换方法进行了理论与仿真研究,并对光程挤压技术的坐标变换方法进行了分析。最后,根据系统的方案设计搭建了实验装置,对系统进行了光谱定标,并进行了 LED光源的光谱测量实验,测量结果与海洋光学公司光谱仪的测量结果基本一致,验证了本文测量系统的原理和方法是正确和可行的。研究结果表明,基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术能够实现大视场、高通量的纳米级光谱测量。
仝雷[10]2007年在《基于Wollaston棱镜组的新型光谱仪的研究》文中研究说明干涉光谱技术作为一种精密的分析探测技术,在科研、军事和国民经济等方面具有广泛的用途。相对于色散型的光谱技术而言,它具有高通量和多通道的优点。干涉光谱技术可分为时间调制干涉光谱技术和空间调制干涉光谱技术。空间调制干涉光谱技术相对于时间调制干涉光谱技术的优点是稳定性强,实时性好,原理简单,成本低。而如何提高仪器的光谱分辨率和光通量一直是干涉光谱技术中最重要的研究问题之一。本文首先简述了干涉光谱技术的发展过程和种类,介绍了使用偏振分光器件的空间调制型干涉光谱仪的工作原理。在此基础上采用双层渥拉斯顿(Wollaston)棱镜组作为分光器件搭建了干涉光谱仪实验系统,并进行了干涉光谱实验。实验中利用面阵CCD做探测器采集了He-Ne激光器干涉图像,通过对其进行傅里叶变换,获得了光源的归一化光谱图。通过和使用单个Wollaston棱镜的干涉光谱仪复原的光谱图进行对比,可以看出使用双层Wollaston棱镜组可以将光谱分辨率和光通量提高一倍左右。此外,还对整个系统进行了光通量、调制度以及误差分析。图33幅,表1个,参考文献52篇。
参考文献：
[1]. 高光谱干涉成像重构技术研究[D]. 尚博. 南京理工大学. 2008
[2]. 干涉成像光谱技术中干涉图处理的研究[D]. 杨露. 南京理工大学. 2007
[3]. 干涉光谱成像技术中数据处理算法研究[D]. 王琰. 南京理工大学. 2010
[4]. 干涉光谱成像数据处理的FPGA实现[D]. 王亚琴. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所). 2012
[5]. 短波红外干涉光谱成像光学系统的优化设计与分析[D]. 逯雪峰. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所). 2012
[6]. 干涉成像光谱遥感技术发展与应用[J]. 李传荣, 贾媛媛, 马灵玲. 遥感技术与应用. 2010
[7]. 基于色散剪切干涉的高光谱成像研究[D]. 刘德芳. 南京理工大学. 2015
[8]. 基于Mach-Zehnder的像面相交干涉成像光谱技术[J]. 肖相国, 张栓民, 陈秀萍. 红外与激光工程. 2016
[9]. 基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术研究[D]. 沈燕. 南京理工大学. 2016
[10]. 基于Wollaston棱镜组的新型光谱仪的研究[D]. 仝雷. 北京交通大学. 2007
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