基于液晶光阀的光谱成像仪光学系统及其成像分析.PDF

第37 卷 增刊 光 子 学 报 Vol.37 Sup.1 2008 年11 月 ACTA PHOTONICA SINICA November 2008 基于液晶光阀的光谱成像仪光学系统及 其成像分析 1,2 1 1 1,2 李研 ，王忠厚 ，白加光 ，肖相国 （1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安710119 ） （2 中国科学院研究生院，北京100049 ） 摘 要：基于液晶光阀的特点，介绍了一种光谱成像仪的光学系统. 对其在440~720nm谱段进行 测试，以20nm为间隔改变通光波长，获得一组光谱图像，图像质量高. 并对成像结果做出了 分析，结果表明，这种系统不仅可以满足光谱成像的要求，更具有轻量、波长选择灵活，调谐 速度快的优点. 关键词：光谱成像；液晶光阀；成像分析；成像装置 中图分类号: TP731 文献标识码：A 轴性. 一般情况下，光轴方向与分子长轴方向相一致. 0 引言 当给液晶加上外部电压时，液晶分子长轴随着外加 [1] 光谱成像技术利用不同的光谱通道采集图像 . 电场强度的不同而发生不同程度偏转，此时光轴发 探测器件随着波长的扫描而采集相应的图像则可以 生相应改变. 这就是液晶的场致双折射效应. 得到光谱图像序列，即我们所熟知的“数据立方体”. 当一束线偏振光通过液晶时，对于波长为λ的光，其o 目前，光谱成像技术在空间遥感、生物医学、农业 光和e光的相位差为： 以及灾害监测等方面已经获得了广泛的应用. δ 2πΔd n / λ (1) i i i 按照空间扫描方式，可以把光谱成像技术大致分为 其中d为液晶层厚度，Δn 为液晶对波长为λ光的 i i 三类：1)挥扫式(whiskbroom). 使用线阵的光电探测 双折射率，它取决于波长λ、温度T和电压V. 器，对逐个象元逐点成像. 探测器的不同像元记录瞬 Δn (T , λ,V ) Δn (T , λ) f (V ) (2) i i 0 i 时视场的光谱数据，通过二维光机扫描获得整个空 Δn (T, λ) 是液晶在温度T、波长λ、电压V=0时的 0 i