[发明专利]一种基于光纤式的多光谱系统结构及其检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤式的多光谱系统结构及其检测方法，涉及多光谱系统技术领域，解决现有技术信号采集不稳定、处理效率低的问题，包括面阵列光源、光纤模块、透射式成像光谱仪、面阵列探测器；光纤包括多根独立的光纤束，多根光纤束被并排固定在一起，所有光纤束的光纤端面处于同一焦平面；光纤模块的探测端连接到面阵列光源，光纤模块的输出端对齐透射式成像光谱仪的入射狭缝，透射式成像光谱仪的输出端正对面阵列探测器；本发明具有采集稳定、处理效率高的优点。

技术领域

本发明涉及多光谱系统技术领域，更具体的是涉及基于光纤式的多光谱系统结构及其检测方法技术领域。

背景技术

遥感技术的发展在经历了全色黑白、彩色RGB，多光谱扫描成像阶段之后，由在上世纪80年代初期出现的成像光谱技术，促使光学遥感进入了一个崭新的阶段——高光谱遥感阶段。所谓的高光谱指的是具有高光谱分辨率的遥感科学和技术，成像光谱技术所使用的成像光谱仪能够在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和短波红外区域，获取许多非常窄且光谱连续的图像数据。成像光谱仪为每一个像元提供数十至数百个窄波段的光谱信息，由此而构成一条完整而且连续的光谱曲线。成像光谱仪将视场范围内观察的各种地物以完整的光谱曲线记录下来，而对所记录的数据进行分析处理和研究是多学科所要进行的工作。

高光谱成像是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。是一种将成像技术和光谱技术相结合的多维信息获取技术，同时探测目标的二维几何空间与一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。高光谱图像数据的光谱分辨率高达10^-2λ数量级，在可见到短波红外波段范围内光谱分辨率为纳米级，光谱波段数多达数十个甚至上百个，各光谱波段间是通常连续，图像数据的每个像元均可以提取一条完整的高分辨率光谱曲线。

被测物体通过镜头后被光谱相机捕获，得到一个一维的影像以及相应的光谱信息，而当电控移动平台或传送带带动样品连续运行时，则能够得到样品目标物的连续的一维影像以及实时的光谱信息，而在此过程中所有的数据被计算机软件所记录，最终获得一个包含了影像信息和光谱信息的三维数据立方体。通过对数据的分析，可针对目标样品的品质信息进行检测。现有常用的技术例如推扫型成像光谱仪通常需要借助扫描机构的移动完成扫描，该技术的扫描行程有限且数据量非常大，所以信号采集不稳定且处理效率低，或者如液晶可调滤光片相机其通道少、图像处理工作量大因此也效率低下且成本高。

发明内容

本发明的目的在于：解决现有技术信号采集不稳定、处理效率低的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于光纤式的多光谱系统结构。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种基于光纤式的多光谱系统结构，包括面阵列光源、光纤模块、透射式成像光谱仪、面阵列探测器；

所述光纤模块包括多根独立的光纤束，多根光纤束被并排固定在一起，所有光纤束的光纤端面处于同一焦平面；

所述光纤模块的探测端连接到所述面阵列光源，所述光纤模块的输出端对齐所述透射式成像光谱仪的入射狭缝，所述透射式成像光谱仪的输出端正对所述面阵列探测器。

优选地，所述光纤包括40根独立的光纤束，所述光纤束的长度为0.5米，芯径为105微米；所述透射式成像光谱仪的入射狭缝宽度为18微米，长度为14毫米。

优选地，所述透射式成像光谱仪包括依次排列的入射狭缝、第一准直透镜、透射式光栅和第二准直透镜。

优选地，所述面阵列光源包括箱体、散热风扇、16个卤素灯泡；箱体的顶部为匀光玻璃板；

所述卤素灯泡安装在所述箱体底部，呈四行四列排列；所述箱体的前后两侧分别安装有2个散热风扇。

优选地，所述匀光玻璃板采用单面磨砂玻璃，面积为200平方毫米，厚度为5毫米，其磨砂的一面面对所述箱体内部。