成像原理
- l 獲取的高光譜數據為三維立方體x, y, l，其中x, y為空間維分布，l為光譜維分布；
- l 圖像上每一像素點均有一條連續的光譜曲線；
- l 每個灰度圖像記錄的是由可調諧激光器發射的不同波長；
- l 可通過調節可調諧激光器的輸出光源來改變數據立方體的波長維度信息。
可調諧脈沖激光成像儀成像原理圖及成像系統
可調諧脈沖激光成像儀組成部分
可調諧激光器(OPO)
采用脈沖可調諧激光器（OPO）作為光源通過其連續輸出不同波長的光，經光纖傳輸，使得不同波長的激光照射到樣本上，在激光與物質相關作用之后，其反射光譜被探測器捕捉形成高光譜數據（無需光學濾光片、無需光譜儀）。
OPO 產生非常短的脈沖，大約5ns，導致非常高的瞬時功率（可獲取高質量圖像）和非常低的平均功率（樣品不會被加熱）。
短脈沖可以在環境光線下工作，從而不受周邊環境的影響。
可調諧激光器(OPO)的特點
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屬性 |
作用 |
優勢 |
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調制范圍寬 |
410nm~2400nm |
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譜線寬度較小 |
光譜分辨率高<0.1nm~2.5nm |
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短脈沖（5ns） |
積分時間短 |
有相機快門（不受到環境光影響） |
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高強度 |
單幀采集 |
掃描時間短，大視場 |
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低功率 |
樣品受到照射時不會發熱 |
對樣品無損 |
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波長測量 |
實時波長校準 |
光譜準確度高 |
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光纖傳輸 |
簡單、高效的傳輸方式 |
靈活、柔軟 |
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探測器（相機）
HySPEC紅外高光譜相機：
探測器屬性:銻化銦（InSb）或 銦鎵砷（InGaAs）
探測器像素：640x512 或320x256
視場角：< 9mm to > 20 cm
波長范圍: 1000 nm~2400 nm (InSb, MCT) 1000 – 1700 nm (InGaAs)
光譜分辨率：1nm~2.5nm
HySPEC 的特點-可調節視場角和圖像空間分辨率
可自定義設置不同的測試范圍及空間分辨率。測試樣品大小可從幾毫米到十幾厘米?？焖俚膾呙杷俣?，整個高光譜立方體可以在幾秒鐘內收集
HySPEC 的特點-可自定義光譜區域及光譜采樣分辨率
光譜區域和光譜分辨率可調：
可只獲取用戶感興趣區域的光譜信息： 1000 – 2400nm(InSb) 1000 – 1700nm(InGaAs)
光譜分辨率可調 整個光譜范圍或根據樣品的光譜敏感區域的光譜采樣分辨率可調節，提高采集效率。
可調諧脈沖激光成像儀HySPEC與常規高光譜成像技術的區別
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區別之處 |
優勢所在 |
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光譜分辨率 |
HySPEC的光譜分辨率為1nm，而常規的近紅外成像高光譜的光譜分辨率為5nm （900-1700nm）、10nm（1000-2500nm） |
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光源 |
HySPEC采用的是可調諧激光器，不受環境的影響，且對樣品無影響；常規高光譜成像技術采用的是太陽光或者鹵素燈 |
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圖像分辨率 |
HySPEC的圖像分辨率（640*512）高于常規高光譜成像技術（320*256） |
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視場角 |
HySPEC可測試樣品大小可從幾毫米到十幾厘米，且圖像的質量很高，常規高光譜成像技術很難獲取高質量的幾毫米樣品的圖像 |
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自定義光譜范圍 |
HySPEC可自定義獲取探測器光譜范圍的任意光譜區域，而常規高光譜成像技術只能獲取探測器的全部光譜區域 |
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自定義光譜分辨率 |
HySPEC可調節整個光譜范圍或光譜范圍內的特定區域的光譜分辨率，而常規高光譜成像技術不能自定義特定區域的光譜分辨率 |
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成熟的分析軟件 |
HySPEC擁有成熟的圖像分析工具，而常規高光譜成像技術需要借助第三軟件分析 |
HySPEC與常規高光譜成像技術的光譜曲線對比
從圖可以看出，6-10nm 的光譜分辨率的曲線容易丟失樣品很多的光譜細節信息， 而1-2nm 以上的光譜分辨率則能較好地保留了樣品光譜的細節信息。
可調諧脈沖激光成像儀HySPEC的應用
HySPEC 超高的光譜分辨率可在食品和醫藥、原材料檢驗、成品檢測、產品摻假檢測、文物假冒檢測、爆炸物檢測、法醫應用、農業和植被應用、美容、醫療和病理學等領域應用。
