超光谱成像作业

16161、查阅一篇关于声光可调滤波超光谱成像方面的外文文章(近5年内的)，并翻译成中文。2、完成下列作业：什么叫光谱分辨率？光谱分辨率怎么表示？什么叫空间分辨率？定义：光谱分辨率是指探测器在波长方向上的记录宽度，又称波段宽度(bandwidth)。光谱分辨率被严格定义为仪器达到光谱响应最大值的50%时的波长宽度光谱分辨率表示为九仏九空间分辨率是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限,即对细微结构的分辨率。多光谱、高光谱、超光谱是如何分类的？按照光谱波段的数量和光谱分辨率，光谱成像技术可被分为三类：多光谱成像技术(MultispectralImaging)，具有10〜20个光谱通道。光谱分辨率为九仏九=10；超光谱成像技术(HyperspectralImaging),具有100~400个光谱通道的探测能力，一般光谱分辨率可达九仏九=100。超高光谱成像(UltraspectralImaging),光谱通道数在1000左右，光谱分辨率一般在九仏九=1000o叙述声光可调谐滤波器(AOTF)的工作原理及设计步骤。1•工作原理声光可调滤波器(Acousto-opticTunableFilter,AOTF)是利用各向异性介质中的声光作用研制成的一种新型声光器件。AOTF的主要结构包括声光晶体和键合在它上面的压电换能器。AOTF的工作原理在于：压电换能器能够将加载于其上的电信号转换成同频率的超声波，超声波在晶体中传播的过程中会和入射光波产生非线性效应；当满足布拉格衍射条件时，入射光将发生布拉格衍射，衍射光的波长与驱动电信号的频率存在着一一对应关系，所以只要改变驱动电信号的频率即可改变衍射光的波长，从而达到了滤波的作用。作为一种新型的分光元件，AOTF与传统分光器件相比具有以下众多优点：它体积小，均为固体结构，无活动部件，对振动不敏感；通光孔径和入射角孔径都很大；衍射效率高；视场角也较大；调谐灵活而且速度快,调谐范围宽。AOTF的光谱分辨率很好，可以满足一般应用的需要，还具有再现性，有实现在计算机控制下灵敏运转的可行性。2•设计步骤①首先选定超声波的入射方向通常，对于实际的声光可调滤波器设计，需要首先选定超声波的入射方向，然后在固定的超声方向下进行AOTF各项参数的设计工作。其中，最佳入射光极角的选择在非共线声光可调滤波器的整个设计过程中是十分重要的。入射光极角选取的恰当与否对所设计的AOTF的性能好坏起很大作用3。最佳入射光极角的选择是一个复杂的过程，需要考虑诸多因素的影响。实际中我们主要讨论以下几方面因素的影响：超声频率和声光优值对最佳入射光极角选择的影响光谱带宽对最佳入射光极角选择的影响衍射角展宽对最佳入射角选择的影响②最后确定超声能流角在实际的非共线AOTF中，为了防止超声波在介质内来回反射传播而影响AOTF的性能，常需要在粘贴换能器的介质表面的对表面上适当位置粘贴声吸收体,声吸收体的位置取决于超声波能量传播到该表面的位置。在各向异性介质中，超声波的能量传播方向与超声波矢的方向是不同的。因而，在实际设计AOTF时计算超声波的能量传播方向是十分必要的。叙述基于AOTF的超光谱成像系统的设计步骤。1•基于高光谱分辨率声光可调滤波器的超光谱成像系统总体结构分析图5-2AOTF超光谱成像系统总体结构图图5-2AOTF超光谱成像系统总体结构图图5-1图2•声光可调滤波器成像模块的设计1.AOTF1;2.成像透镜组1;~3.零级挡光板1图1.AOTF1;2.成像透镜组1;~3.零级挡光板1图5-2/声光可调2—1~4.AOTF2;/~5.成像透镜2t月滤波器成像模块—34—J56•零级挡光板2声光可调滤波器的设计成像透镜组的设计零级挡光板的设计3•前端光学系统的设计4•偏振控制装置的设计5•射频驱动电源的设计6•电制冷CCD的设计7•性能测试l=i与一个AOTF相比，把二个AOTF串联使用可以增加光谱分辨率吗？可增加多少？l=i在确定参考超声频率下，增大声光可调滤波器单元内两个声光可调滤波器的超声频率差能够提高光谱分辨率。另外，研究发现二次滤波法在信号的旁瓣抑制方面也起到了显著作用。研究中发现，增大超声频率差在提高光谱分辨率的同时，会使声光衍射效率明显降低，这对二次滤波后所得的光信号的质量造成负面影响。研究中引入了表示信号锐度的Q因子。Q因子变化规律的研究表明，当超声频率差增大到一定程度，在任一确定的参考超声频率下存在着Q值的平衡点。研究发现，在平衡点处，光谱宽度得到明显减小，而且二次滤波声光衍射效率处