快照式成像光谱系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113686438A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110914554.2(22)申请日2021.08.10(71)申请人中国科学院空天信息创新研究院地址100094北京市海淀区邓庄南路9号(72)发明人张红明张立福王飒王楠张琳珊(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人宁曼莹(51)Int.Cl.G01J3/28(2006.01)G01J3/02(2006.01)G01N21/31(2006.01)G01N21/25(2006.01)G01N21/01(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称快照式成像光谱系统(57)摘要本发明提供一种快照式成像光谱系统，包括光学中继单元，光波导单元对来自所述光学中继单元的光进行重新排布，光谱单元对光波导单元重新排布的光进行色散分光处理，探测单元将接收到的光信号转化为电信号输出，其中，光波导单元的进光端的光纤束排列密度大于出光端。本发明提供的快照式成像光谱系统，通过采用进光端的光纤束密度大于出光端的光波导单元，光波导单元能够重新排列物体像素的空间位置，留出空隙，可以容纳色散后的光，最终把色散后的二维重新排列成三维组成立方体，进而实现一次曝光获取物体的成像光谱数据，极大的提高了光谱成像的速度，对于快读移动物体和快速发生的事件进行光谱成像具有极大的意义。CN113686438ACN113686438A权利要求书1/1页1.一种快照式成像光谱系统，其特征在于，包括：光学中继单元：接收来自物体的光，并聚焦，光波导单元：设置在所述光学中继单元的像方焦点上，对来自所述光学中继单元的光进行重新排布，光谱单元：对所述光波导单元重新排布的光进行色散分光处理，探测单元：接收来自所述光谱单元的光，将接收到的光信号转化为电信号输出，其中，所述光波导单元的进光端的光纤束排列密度大于出光端。2.根据权利要求1所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述光波导单元的所述出光端的每排所述光纤束之间有间隙。3.根据权利要求2所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述光谱单元色散分光处理后的光分布在所述间隙内形成三维立方体光谱形态。4.根据权利要求2所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述光波导单元的所述进光端为二维面阵排列，所述出光端为二维间隔排列。5.根据权利要求1所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述光学中继单元为单透镜或透镜组合。6.根据权利要求1所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述光谱单元包括准直透镜、色散模块和聚焦透镜，从所述光波导单元发出的光依次进入所述准直透镜、所述色散模块和所述聚焦透镜。7.根据权利要求6所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述色散模块为棱镜和/或光栅。8.根据权利要求6所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述准直透镜的焦点位于所述光波导单元的所述出光端。9.根据权利要求1所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，所述探测单元为面阵探测器。10.根据权利要求1所述的快照式成像光谱系统，其特征在于，还包括计算机单元，所述计算机单元接收所述探测单元的电信号，并转化为成像光谱信号。2CN113686438A说明书1/4页快照式成像光谱系统技术领域[0001]本发明涉及光谱成像技术领域，尤其涉及一种快照式成像光谱系统。背景技术[0002]成像光谱技术是传感器在获取目标地物图像的同时，也能获取反映地物特点的连续、光滑的光谱曲线。这种既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为成像光谱技术。然而对于光谱成像中常用的推扫式扫描技术或者摆扫式成像技术，推扫式扫描又称"像面"扫描，是利用由半导体材料制成的电荷耦合器件，组成线阵列或面阵列传感器，采用广角光学系统，在整个视场内借助遥感平台自身的移动，像刷子地一样扫出一条带状轨迹，获取沿着飞行方向的地面二维图像。[0003]因此，现有的光谱成像每一次需要摆镜完成视场角的摆动，或者是需要成像系统相对于样品移动，来完成一次光谱成像，该成像过程的时间较长，难以满足快速变化现象或者是快速移动样品的光谱成像。发明内容[0004]本发明提供一种快照式成像光谱系统，用以解决现有技术中成像过程的时间较长，难以满足快速变化现象或者是快速移动样品的光谱成像的缺陷，实现一次曝光获取物体的成像光谱数据，极大的提高了光谱成像的速度。[0005]本发明提供一种快照式成像光谱系统，包括：[0006]光学中继单元：接收来自物体的光，并聚焦，[0007]光波导单元：设置在所述光学中继单元的像方焦点上，对来自所述光学中继单元的光进行重新排布，[0008]光谱单元：对所述光波导单元重新排布的光进行色散分光处理，[0009]探测单元：接收