[发明专利]一种便携式成像光谱仪

说明书

本发明属于高光谱遥感技术领域，具体涉及一种便携式成像光谱仪。本发明中，仪器各组成部分均置于同一平面上，并位于外框内部，其中光线入射装置、半透半反镜、声光可调滤光器组、光电转换组四部分位于同一轴线x上，另一个声光可调滤光器组、光电转换组与半透半反镜位于同一轴线y上，且该轴线y垂直于轴线x；声光可调滤光器组位于光电转换组和半透半反镜之间；声光可调滤光器组通过电缆与射频信号发射器组连接，射频信号发射器组通过电缆与显示系统连接，显示系统分别于存储系统、电源系统连接。本发明可将入射光线快速、高分辨率分光，速度快，精确度高，分辨率高，波长稳定性好，信噪比高，实现电子谱段全谱扫描，且体积小巧，功耗低。

技术领域

本发明属于高光谱遥感技术领域，具体涉及一种便携式成像光谱仪。

背景技术

成像光谱仪获取的数据具有“图谱合一”的特点，不仅可以获得被测物的图像信息，还可以测量物质反射光谱，在物质鉴别等多方面有着广泛应用。传统光谱仪的分光装置多为机械分光或LCTF分光。

现有技术的不足为：机械分光的光谱仪体积大、不便携；

LCTF分光的光谱仪响应速度慢、功耗高，能量损耗也比较大，在仪器便携性上均存在不足。

发明内容

本发明解决的技术问题：

本发明提供一种便携式成像光谱仪，该装置可将入射光线快速、高分辨率分光，速度快，精确度高，分辨率高，波长稳定性好，信噪比高，实现电子谱段全谱扫描，且体积小巧，功耗低。

本发明采用的技术方案：

一种便携式成像光谱仪，包括光线入射装置、半透半反镜；声光可调滤光器组；射频信号发射器组；光电转换组、控制及数据处理、显示系统、存储系统、电源系统、外框，仪器各组成部分均置于同一平面上，并位于外框内部，其中光线入射装置、半透半反镜、声光可调滤光器组、光电转换组四部分位于同一轴线x上，另一个声光可调滤光器组、光电转换组与半透半反镜位于同一轴线y上，且该轴线y垂直于轴线x；声光可调滤光器组位于光电转换组和半透半反镜之间；声光可调滤光器组通过电缆与射频信号发射器组连接，射频信号发射器组通过电缆与显示系统连接，显示系统分别于存储系统、电源系统连接。

光线入射装置内部包含镜筒，其内部依次放置凹透镜、凸透镜、准直镜，且各部分均位于轴线x上；所有透镜表面镀多层通透膜保证光通透率达到最大，光经光线入射装置后为直径R的平行光束。

半透半反镜口径超过R，半透半反镜表面镀多层透射和反射膜保证透过光和反射光可以分开，根据实际需要将光谱波长范围位于200nm-4000nm之间的光线分为2路、4路或更多路，每路光的波段范围不一样。

声光可调滤光器组为多个口径为R，光谱波段工作范围不同的AOTF组，与半透半反镜分出的光的路数和波段范围相对应，总体工作范围介于200nm-4000nm之间。

射频信号发射器组可控制发射不同频率信号，每一个都与AOTF工作波段相对应。

光电转换组内部包含镜筒，其内部依次放置发散镜、焦平面CCD，且各部分均位于同一轴线上；发散镜保证声光可调滤光器组出射的光经发散后可投到焦平面CCD之上，焦平面CCD光电转换能力与AOTF的波段工作范围一致。

显示系统，控制及处理系统采用FPGA，可以控制射频信号发射器组中的射频信号发射器组，进而控制AOTF，显示系统为液晶显示器；存储系统由可插拔式SD卡或U盘组成；电源系统由锂电池构成。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明提供的便携式成像光谱仪，可将入射光线快速、高分辨率分光，速度快，精确度高，分辨率高，波长稳定性好，信噪比高，实现电子谱段全谱扫描；

(2)本发明提供的便携式成像光谱仪，体积小巧，便于携带；