基于數(shù)字微鏡技術的高動態(tài)范圍一維空間外差成像光譜儀

中國科學院合肥物質(zhì)院安徽光機所光學遙感研究中心熊偉團隊針對空間外差光譜技術動態(tài)范圍低的問題，提出一種基于數(shù)字微鏡器件的高動態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術，相關成果以《基于數(shù)字微鏡的高動態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術》為題發(fā)表在光學領域國際權威期刊Optics Express上。

空間外差一維成像光譜儀（SHIS）能夠同時獲取不同視場的超光譜信息，適用于臨邊探測模式下中高層大氣垂直廓線的同步獲取，然而其動態(tài)范圍受限于探測器的性能。為了擺脫對面陣探測器的依賴，提出一種基于DMD微鏡的高動態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術（HD-SHIS）。

HD-SHIS通過調(diào)整DMD微鏡的翻轉(zhuǎn)時間來控制每個視場信號的曝光時間，實現(xiàn)視場內(nèi)強弱信號同時探測；同時，HD-SHIS利用DMD實現(xiàn)干涉數(shù)據(jù)的Hadamard調(diào)制，提升弱光信噪比。研究人員利用自研的HD-SHIS原理樣機，進行了動態(tài)范圍實驗驗證，利用8 bit的DMD微鏡實現(xiàn)了48 dB動態(tài)范圍的提升。本研究提出的HD-SHIS能夠有效提升超光譜成像探測中的動態(tài)范圍，也可應用至其他干涉型光譜儀中，具有重要的科學意義和應用前景。

圖1 HD-SHIS驗證實驗現(xiàn)場

圖2 HD-SHIS探測到的高動態(tài)范圍強弱目標干涉圖和光譜曲線