短波红外焦平面TDI高光谱成像关键技术研究

• 作 者: 祝倩
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 成像光谱技术 短波红外波段 背景辐射 数字TDI方法

成像光谱技术是20世纪70年代末发展起来的一项新型光电探测遥感技术,它将成像技术和光谱测量技术相结合,同时具有空间分辨能力和光谱分辨能力,已经广泛应用于各个领域,例如深空探测,海洋,大气,植被,地质研究等遥感应用,工业检测与测量以及生物医学等方面。传统的遥感探测波段主要为可见近红外(0.4～0.9μm)和热红外波段(8～12.5μm),而随着焦平面探测器工艺的发展,短波红外波段(1.0～2.5μm)逐渐成为主要遥感探测波段。同时,近年来,高分辨率成像光谱技术逐渐成为遥感探测领域的热点,国内外陆续出现可见近红外波段的高分辨率光谱成像仪,但是,短波红外光谱成像仪的分辨率还有待提高。　　
本课题针对如何提高成像光谱仪的信噪比,研究的内容主要有以下几个方面:　　
1.针对光学效率低(基于AOTF:Acousto-Optic Tunable Filter分光方式)的短波红外光谱成像系统,提出系统结构背景辐射的影响不容忽视,进而研究了结构背景辐射的特性及其抑制方法。论文对系统结构背景辐射及其温度特性进行了理论分析和实验研究,指出在实际应用中,有效入射辐射信号较小时,结构背景辐射是制约成像系统信噪比有效提高的重要因素,最后采用热电制冷局部控温的方法来抑制背景辐射的影响,并通过试验证明了其有效性。　　
2.对短波红外光谱成像系统的噪声组成及各部分特性进行了理论分析和试验研究,通过有效的噪声抑制方法和抗干扰措施,可使成像系统达到探测器噪声限,系统噪声水平由探测器制造水平限制,进而在光谱成像实验中,通过数字TDI(Time DelayIntegration)方法可有效提高系统信噪比。