CN1056576A - 成像光谱仪 - Google Patents
成像光谱仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1056576A CN1056576A CN 91103167 CN91103167A CN1056576A CN 1056576 A CN1056576 A CN 1056576A CN 91103167 CN91103167 CN 91103167 CN 91103167 A CN91103167 A CN 91103167A CN 1056576 A CN1056576 A CN 1056576A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quasi
- imaging
- optical mirror
- optical
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007811 spectroscopic assay Methods 0.000 abstract 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013214 routine measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
本发明涉及一种能获得光谱空间分布图像的光
谱仪器。
本成像光谱仪利用Littrow自准式分光光路色
散选通和光学复合，一次获得样品的光谱空间分布精
确图像，波长和带宽均连续可调，在等离子体诊断，活
细胞组织的光谱测定，地貌光谱遥感技术有广泛的应
用前景。
本仪器具有较高的光谱准确度和空间分辨率，且
讯号利用率高，可作各种动态过程的研究。
Description
本发明涉及一种能获得光谱空间分布图像的光谱仪器。
光谱测量可以获得物质的成份和结构的信息，在科研、工业生产（分析）和环境监测中有极广泛的用途。但是，传统的光谱仪器均由入射狭缝、分光系统和出射狭缝（或平面）三部分组成。光束经入射狭缝进入光谱仪，分光之后入射狭缝的像沿焦平面色散展开，因而只能获得均匀介质或样品被激发区局部的“波长-光强”光谱信息。随着科学技术的发展，在等离子体或高温燃烧喷焰的诊断，活体生物细胞、组织的生理及生化研究，地貌光谱遥感技术等领域内，需要进行大量的光谱空间分布测量。为了实现这一目的，目前通常采用两个技术途径和装置：（1）样品或激发光束作X-Y扫描，然后作常规测量，计算机进行三维光谱图像显示;（2）滤光片-照相机（或摄像机）检测，计算机图像处理。用上述两种方法去获得光谱空间分布各存在问题是：第一种方法虽然光谱准确度很高，但由于在x-y扫描时受到机械扫描精度、聚焦光斑直径等限制，所以空间分辨率很差（约为100μ，也即10对线/毫米）第二种方法的空间分辨率虽然有很大改善（约为40～100对线/毫米），但是使用滤光片分光，带宽为150 
以上，光谱准确差。除此以外，逐点扫描时间慢，信号利用率低，使用滤光片波长固定，不能连续变化。
本发明的目的是研制一种结构简单，波长和带宽可自由调节，可以一次获得样品的光谱空间分布精确图像的成像光谱仪。
本发明利用“色散选通光学复合”原理，整个成像光谱仪由把图像光束分解成一列互相重迭的色散像的成像分光系统和把从分光系统选取到的一段色散像复合变成成像光谱的光学复合系统两部分组成，能一次获得样品的光谱空间分布图像。具体如附图1所示。图1中，a为成像分光系统，b为光学复合系统，其中成像分光系统由成像镜头1（输出部件）、准光镜2、色散光栅3、成像（凹面）反射镜4、光谱选通光 5所组成，准光镜2置于成像镜头1的主轴上;光学复合系统由像光束准光镜6、光学复合光栅7、成像反射镜8、输出窗口9、检测器10所组成。样品光束通过成像镜头1成像后由准光镜2变成平行光，再经色散光栅3色散和反光镜4反射后，可形成一列互相重迭的像，通过调节光谱选通光 5截取所需的波长和带宽的光束，进入光学复合系统。在光学复合系统中，光束经准光镜6、光学复合光栅7、成像反射镜8后，在仪器的输出窗口9可获得样品的光谱空间分布精确图像并用检测器10进行测量。同步改变两系统中的光栅3和7的转角，可以得到不同波长的光谱图像输出，改变光谱调节光 
5的宽度即可改变输出光谱图像的带宽。本光路具有高度共轭对称性，输出焦平面的平直度很好，图像质量很好，可以很方便地与照相机、摄像管匹配，进行检测。
表1为三种光谱空间分布测量方法比较表，表2为利用照相机作本仪器的图像质量测试结果。
表1 三种光谱空间分布测量方法比较表
表2 利用照相机作本仪器的图像质量测试结果
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。图2是成像光谱仪的结构及光路图，它采用Littrow自准式分光光路兼作光学复合，图2中整个仪器由成像镜头11，自准式准光镜12，起色散和光学复合作用的平面光栅13，反射镜14、15、16，带宽选通光 
19，波长调节机构18，输出窗口17组成。准光镜12置于成像镜头11的主轴上，由成像镜头11所形成的像落在准光镜12的焦点上;平面光栅13位于准光镜12的法线的一侧，成像镜头11位于准光镜12的法线的另一侧，它们的中心点与准光镜12的光心的连线分别和准光镜12的法线所构成的夹角相等，平面光栅13的衍射角按自准式摆布;反射镜14、16位于成像镜头11的主光轴与准光镜12和平面光栅12中心连线所构成的夹角之内，反射镜15位于反射镜14反射出来的单色光的焦平面上，输出窗口17则在反射镜16反射出来光束的焦焦面上。为了使输入和输出光束相分离，反射镜15要稍微倾斜。从图2可以看到，图像光束经成像镜头11投射到准光镜12上，光线变成平行光束以一定角度射向光栅13，对于选定波长的光束，它会自准式地返回准光镜12，再由共轭反射镜14把光束折向色散焦平面（反射镜15处），在那里图像按颜色（波长）展开成一列互相重迭的色散像。通过带宽选通光 选取一段频带的光束，色散光束由反射镜15逆向折回，光线重新回到准光镜12和光栅13，进行光学复合，再经准光镜12和反射镜16折向输出窗口17，在那里我们可以获得所选定的波长和带宽的光谱空间分布图像。如一般自准式分光仪一样，转动波长调节机构18，可转动平面光栅13，获得不同波长图像的输出。在本实施例中，成像镜头11采用标准照相机镜头或变焦镜头，自准式准光镜12的焦距f＝500mm，φ120mm;平面光栅1200线/毫米，反射镜14、15、16为一般平面反射镜。
Claims (4)
1、一种成像光谱仪，其特征是由把图象光束分解成一列互相重迭的色散像的成像分光系统和把从分光系统选取到的一段色散像复合变成成像光谱的光学复合系统两部分组成。
2、一种如权利要求1所述的成像光谱仪，其特征是成像分光系统由成像镜头1（输入部件）、准光镜2、色散光栅3、成像反射镜4、光谱选通光 
5组成，准光镜2置于成像镜头1的主光轴上。
3、一种如权利要求1所述的成像光谱仪，其特征是光学复合系统由像光束准光镜6、光学复合光栅7、成像反射镜8、输出窗口9、检测器10所组成。
4、一种如权利要求1所述的成像光谱仪，其特征是由成像镜头11，自准式准光镜12，起色散和光学复合作用的平面光栅13，反射镜14、15、16，带宽选通光 19，波长调节机构18，输出窗口17组成，准光镜12置于成像镜头11的主光轴上，由成像镜头11所形成的像落在准光镜12的焦点上;平面光栅13位于准光镜12的法线的一侧，成像镜头11位于准光镜12的法线的另一侧，它们的中心点与准光镜12的光心的连线分别和准光镜12的法线所构成的夹角相等，平面光栅13的衍射角按自准式摆布;反射镜14、16位于成像镜头11的主光轴与准光镜12和平面光栅13中心连线所构成的夹角之内，反射镜15位于反射镜14反射出来的单色光的焦平面上，输出窗口17则在反射镜16反射出来光束的聚焦面上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 91103167 CN1056576A (zh) | 1991-05-12 | 1991-05-12 | 成像光谱仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 91103167 CN1056576A (zh) | 1991-05-12 | 1991-05-12 | 成像光谱仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1056576A true CN1056576A (zh) | 1991-11-27 |
Family
ID=4905945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 91103167 Pending CN1056576A (zh) | 1991-05-12 | 1991-05-12 | 成像光谱仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1056576A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1702452B (zh) * | 2004-05-24 | 2011-05-04 | 中国科学院光电技术研究所 | 数字微镜多目标成像光谱仪装置 |
| CN106066307A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-11-02 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种紧凑型高分辨率宽视场光谱成像系统 |
-
1991
- 1991-05-12 CN CN 91103167 patent/CN1056576A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1702452B (zh) * | 2004-05-24 | 2011-05-04 | 中国科学院光电技术研究所 | 数字微镜多目标成像光谱仪装置 |
| CN106066307A (zh) * | 2016-01-13 | 2016-11-02 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种紧凑型高分辨率宽视场光谱成像系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gao et al. | Compact Image Slicing Spectrometer (ISS) for hyperspectral fluorescence microscopy | |
| CA1304612C (en) | Solid state microscope | |
| US7483147B2 (en) | Apparatus and method for measuring thickness and profile of transparent thin film using white-light interferometer | |
| US20080048105A1 (en) | Procedure for the optical acquisition of objects by means of a light raster microscope | |
| CN106441571A (zh) | 一种光源模块及应用其的线扫描多光谱成像系统 | |
| CN211978676U (zh) | 一种光谱-偏振成像测量系统 | |
| WO2012082366A1 (en) | Image mapped spectropolarimetry | |
| CN101377569A (zh) | 棱镜-光栅-棱镜光谱成像系统 | |
| US20080149818A1 (en) | Procedure for the optical acquisition of objects by means of a light raster microscope with line by line scanning | |
| CN110132415A (zh) | 像元级多通道滤光片和像元级可调谐视频高光谱成像仪 | |
| CN108332853A (zh) | 一种基于光谱的车载360度全景目标识别系统 | |
| CN105548032A (zh) | 一种紧凑型高分辨率宽视场光谱成像系统 | |
| US6853455B1 (en) | Apparatus and methods for fourier spectral analysis in a scanning spot microscope | |
| CN206248212U (zh) | 一种光源模块及应用其的线扫描多光谱成像系统 | |
| CN1737515A (zh) | 一种两维空间同时实现光谱分辨的方法和装置 | |
| US5822061A (en) | Spectrometry apparatus | |
| CN105823558A (zh) | 变间隙法布里-珀罗干涉式长波红外双模光谱成像系统 | |
| CN100427906C (zh) | 采用菲涅尔双面镜的全反射式傅立叶变换成像光谱仪 | |
| US20060011812A1 (en) | Procedure for the optical acquisition of objects by means of a light raster microscope with punctual light source distribution | |
| CN112326582A (zh) | 长波红外成像光谱仪光学系统 | |
| CN1056576A (zh) | 成像光谱仪 | |
| CN217236980U (zh) | 一种基于光纤式的多光谱系统结构 | |
| JPH07128146A (ja) | 分光計 | |
| CN106017682A (zh) | 四分之一波片消偏振光谱仪 | |
| Zhang et al. | Optical design and laboratory test of an internal pushbroom hyperspectral microscopy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |