高分辨率短波红外超光谱信息获取技术研究

• 作 者: 张明涛
• 机 构: 中国科学院上海技术物理研究所
• 出 处: 中国科学院上海技术物理研究所
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 成像光谱仪 信息获取 暗电流 光子噪声 光谱弯曲 红外成像

高分辨率短波红外超光谱成像仪在遥感应用领域具有重要的意义，它在陆地、海洋、地质等应用中具有独特作用。研制高分辨率短波红外超光谱成像仪已成为各国竞相研究的热点，对我国航天及对地遥感观测技术发展有着重要意义。　　
基于上述应用背景，在某短波红外超光谱成像仪子系统项目的支持下，本课题对高分辨率短波红外超光谱信息获取技术展开了研究。详细论述了红外探测器的响应与噪声特性，研制出一套高性能的信息获取系统。对光谱仪的信息预处理进行了深入研究，建立了谱线弯曲模型，提出了有效的校正算法，最后对系统信噪比测试进行了论述，通过外景成像验证了系统性能。　　
论文创新性主要体现在以下三个方面：　　
1)从红外焦平面探测器的基本结构和工作原理出发，全面深入分析了短波红外焦平面探测器的响应和噪声特性，分别探讨了器件的工作温度、偏置电压及入射信号对暗电流、响应性能和噪声等方面的影响，并在此基础上研制了一套探测器驱动与信息获取系统，获得了高质量的超光谱图像。　　
2)对色散型光谱仪的光谱弯曲问题进行了深入探讨。建立了光谱弯曲退化模型，分析了谱线弯曲对系统性能的影响，并提出了有效的校正算法，通过仿真实验验证了模型的准确性和校正算法的有效性。　　
3)对系统信噪比估算与测试问题进行了研究，深入分析和比较了两种估算方法的理论基础和噪声模型，指出传统的基于探测率的信噪比估算方法的局限性，并通过实际系统信噪比测试，验证了上述结论。