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中國科學(xué)院合肥研究院在水色觀測成像光譜儀研制方面取得進展


  來源: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 時間:2021-11-09 編輯:清風(fēng)
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近日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機械研究所光學(xué)工程中心研究員于磊團隊在水色觀測成像光譜儀研制方面取得進展。相關(guān)研究成果分別以《針對紫外-可見光-近紅外波段的沿海岸淺水區(qū)域空中遙感成像光譜儀研究》《應(yīng)用于水色觀測的改進型Dyson光譜儀的光學(xué)設(shè)計及性能評估》為題,發(fā)表在Optics Express與Applied Optics上。


海洋水色觀測的主要難點在于,海洋表面的太陽輻射被大氣減弱后,約占總輻射的30%,且只有可見光才能傳輸?shù)剿w,因而整體信號強度較弱。此外,水體在每個波長下呈現(xiàn)出不同速率的深度指數(shù)衰減信號。因此,水色觀測需要寬光譜、高信噪比和高光譜和空間分辨率的成像光譜儀。


同心系統(tǒng)光譜儀可較好地應(yīng)用于寬光譜的水色成像,其中Dyson結(jié)構(gòu)相比Offner結(jié)構(gòu)具備更好的成像質(zhì)量、更高的集光能力和更為緊湊的體積。而在傳統(tǒng)的Dyson結(jié)構(gòu)中,狹縫和探測器距離較近,存在工程上難以實現(xiàn)的加工與裝配問題。該研究給予狹縫一個軸向的偏心距離,重新推導(dǎo)了新型Dyson準同心結(jié)構(gòu),保持高成像質(zhì)量的同時保證了成像面與系統(tǒng)光軸的合理距離,以及狹縫與探測器的軸向合理距離。設(shè)計結(jié)果與最終樣機測試結(jié)果表明,改進的Dyson光譜儀結(jié)構(gòu)具有頗高的光學(xué)性能與良好的工程適用性。


研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院科研儀器設(shè)備研制項目和中科院青年創(chuàng)新促進會的資助。


改進的Dyson光譜儀光學(xué)系統(tǒng)和樣機結(jié)構(gòu)


樣機圖像測試結(jié)果


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