基于微透鏡陣列的快照式高光譜成像儀研制

薛慶生，白皓軒，魯鳳芹，楊敬堯，李輝

（中國海洋大學 信息科學與工程學部 物理與光電工程學院， 青島 266100）

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隨著高光譜成像技術的發展，其應用領域已從航空遙感領域拓展至食品安全、醫療、礦物勘探等多個民用領域［1-3］中。通過對不同種類目標物的光譜成像，可以獲得目標物的空間光譜信息三維立方體［4］。配合后續光譜數據處理算法，可實現對圖像中如病灶區域、特定礦物、病蟲害植株識別的功能，為多個領域提供了一種高效的探測手段。然而目前主流的高光譜成像技術多采用線掃描式光譜成像方案，通過掃描機構攜帶成像光譜儀掃描目標物，實現對目標物的掃描光譜成像。該類技術方案雖然能夠實現對較高空間分辨率及較高光譜分辨率信息的獲取，但是其線掃描光譜成像的特點，使其犧牲了時間分辨率，導致該類技術無法實現對動態目標及短時過程的光譜成像探測。同時，由于該類高光譜成像系統對掃描機構的需求，使得系統通常體積較大，且對推掃機構的穩定性要求較為嚴格，推掃機構的輕微抖動即有可能導致最終獲取的光譜圖像的失真。由于上述缺陷，目前高光譜成像技術的應用領域受到限制。隨著科學技術的發展，快照式高光譜成像技術迅速發展，為解決上述問題提供了可行的技術方案。其中基于微透鏡陣列的快照式光譜成像系統，通過微透鏡陣列分割物鏡像面，并對分割后的像面各部分分別進行色散成像，實現對目標物的快照式光譜成像。……