[实用新型]阿达玛变换干涉光谱成像设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种干涉光谱成像设备，具体涉及一种阿达玛变换干涉光谱成像设备。

背景技术

阿达玛变换(Hadamard Transform)光谱技术是近四十年来发展起来的一种类似于傅里叶变换(Fourier Transform)的新型光谱调制技术。阿达玛变换是基于平面波函数的一种变换，具有高能量输入、多通道成像以及高信噪比的优点【M.O.Harwit，N.J.A.Slone.Hadamard Transform Optics.Academic：New York，1980】，特别适用于微弱光谱信号检测，阿达玛变换光谱成像技术是国际上前沿研究课题之一。

目前所有的阿达玛变换光谱成像技术都是以阿达玛编码模板代替常规色散型(采用棱镜分光或光栅分光)光谱仪的入射狭缝或出射狭缝，或者同时代替二者，对各光谱成分进行四则运算解码获得被探测目标的两维空间信息和一维光谱信息。

阿达玛变换光谱成像技术将阿达玛模板作为一个宽狭缝对待，视参与编码的各空间码元为一个整体，但由于阿达玛模板具有一定的尺寸，且码元越多尺寸越宽，会产生空间信息和光谱信息的错位与混叠；另外，由于阿达玛变换光谱成像仪采用的是色散分光方法，阿达玛模板的宽度还同时制约着光谱分辨率，实现高空间分辨率和高光谱分辨率成像均十分困难。

为了克服上述不利因素，对于尺寸较大的阿达玛模板，通常采取在模板与分光装置之间放置柱面透镜的做法，对模板与目标像进行压缩【Q.S.Hanley，P.J.Verveer，T.M.Jovin.Spectral imaging in a programmable array microscope by Hadamardtransform fluorescence spectroscopy.Appl.Spectrosc.，1999，53(1)：1～10】。这种方法不但增加了仪器的复杂度，而且未能从根本上解决上述问题，

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种阿达玛变换干涉光谱成像设备，其解决了背景技术中空间分辨率和光谱分辨率同时受阿达玛模板尺寸限制，以及系统结构复杂的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种实现阿达玛变换干涉光谱成像方法的设备，包括沿光路设置的阿达玛模板3，把目标成像于有n个码元的阿达玛模板3表面上的前置光学成像系统1，在阿达玛模板3垂直于光轴的方向上将其剪切成两个虚阿达玛模板的横向剪切干涉仪4，探测器7以及与探测器7连接的计算机系统8，其特殊之处在于：还包括紧贴于阿达玛模板3设置的光阑2；设置于横向剪切干涉仪4与探测器7之间的傅氏透镜5和柱面镜6，所述阿达玛模板3位于傅氏透镜5的前焦面，所述探测器7位于傅氏透镜5和柱面镜6的后焦面。

上述阿达玛模板3的形式为移动式机械模板、液晶空间光调制器或数字微平面镜阵列。

上述两个虚阿达玛模板与阿达玛模板3平行并且宽度方向一致。

上述横向剪切干涉仪为Sagnac干涉仪，Mach-Zehnder干涉仪或偏振双折射干涉仪。

上述探测器7为阿达玛变换干涉信号的接收器，包括线阵探测器和面阵探测器。

本实用新型彻底省却了传统色散型阿达玛变换光谱成像技术中为了提高光谱分辨率额外增加的柱面透镜组件，具有结构简单、体积小、重量轻的优点。

总结起来本实用新型具有以下优点：

1)阿达玛模板中所有码元的光程差始终保持一致，故对目标的空间相干性无要求，从根本上避免了空间信息和光谱信息的错位与混叠。

2)干涉图的调制度不受阿达玛模板形状、大小等因素的影响，光谱分辨率与阿达玛模板的尺寸无关，高空间分辨率和高光谱分辨率成像容易实现。

3)由于光谱分辨率与阿达玛模板的尺寸无关，因而允许比较大的视场角(增加HT模板高度)和任意形状、大小的阿达玛模板，使光通量大幅提高。

4)阿达玛模板宽度仅与一维空间分辨率有关，与光谱分辨率无关，因此降低了设计难度。

5)彻底省却了传统阿达玛变换光谱成像技术中的柱面透镜压缩环节，因而结构简单、体积小、重量轻。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图。

附图标号说明：1—前置光学成像系统，2—光阑，3—阿达玛模板，4—横向剪切干涉仪，5—傅氏透镜，6—柱面镜，7—探测器，8—计算机处理系统。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的技术方法是：

前置光学成像系统1将目标成像于具有n个码元的阿达玛模板表面上；