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带光谱

谱带,是气体分子在高温下激发,除电子能级跃迁外,还产生分子振动和转动能级变化,形成一个或数个密集的谱线组。

如碳电极与空气中的氮在高温下生成氰分子,它产生三个氰带光谱353.0~359.0nm,377.0~388.Ohm和405.0~422.0nm。

利用干涉成像光谱仪对目标进行窄带高光谱成像探测具有高光通量、高光谱分辨率和高目标分辨率等优点。按照尼奎斯特定理对窄带光谱干涉信息进行采样存在较大的数据冗余,增加了后期傅里叶变换的数据处理量,影响光谱的复原效率。在分析窄带光谱傅里叶变换特性的基础上,提出了基于滤光片光谱透射率函数的窄带光谱压缩采样方法。引入滤光片参数和混叠参数,可以复原不同精度的窄带光谱信息。配以符合要求的多带通窄带滤光片,可对目标进行压缩采样获取多个谱段的窄带光谱信息,从而避免了逐个谱段探测,提高了探测效率。对该方法进行了仿真分析和实验验证,得到了与目标光谱相吻合的复原窄带光谱。

压缩采样频率只与探测的最大波数和最小波数有关,是建立在滤光片光谱透射率函数为矩形窗基础上的。在 窄带光谱探测过程中,为滤除其他波段光谱的影响,需要在探测装置中加入窄带滤光片。由于生产工艺等原因,窄带滤光片透射率 函 数 很 难 达 到 矩 形 窗 要 求。 利用采样频率对干涉信息进行采样,复原光谱可能存在较大的误差。因此在窄带光谱探测中必须考虑滤光片光谱透过函数W(σ)对采样频率的影响。

窄带滤光片实际通光谱段与标明的谱段之间往往存在一定的偏差,会影响目标透过光谱的范围,在应用中应当考虑这一偏差。利用一个窄带滤光片通光谱段波动参数 Δσ来扩展窄带滤光片光谱透过范围,可以保证探测谱段全部通过窄带滤光片。

当探测目标具有两个或者多于两个的非重叠窄带光谱时,为避免逐个谱段探测,可以在干涉成像光谱仪中加入多带通滤光片对目标进行直接探测。当目标具有两个非重叠窄带光谱时。计算出两个窄带光谱的扩展探测谱 段,设 为σL~σR1、σL2 ~σR2;带宽分别为 Δσ1 和 Δσ2

为了验证的压缩采样方法,搭建了像面干涉成像光谱装置。实验装置由四部分组成:推扫部件、横向剪切干涉仪、成像系统和探测器。探测目标发射或者反射的光束以平行光束的形式进入横向剪切系统,不同的目标物点对应不同入射角的平行光束。当平行光束经过横向剪切分束器后,被横向剪切成两束相干平行光。两束出射光的等光程面与横向剪切分束器的光束出射面平行,而对于后面的成像系统而言,入射平行光束的等光程面垂直于入射光束。剪切分束器的出射面垂直于系统光轴时,对于视场角不为零的光束,两个等光程面不重合,则剪切开来的两束相干光束通过成像系统到达像面同一点会存在光程差,进而发生干涉。因此成像系统成的像是经过光程差调制的干涉图像。同一物点的视场角随着推扫改变,到达像面的干涉光程差发生变化,在探测器上可以记录下该 点不同光程差下的干涉信息,通过傅里叶变换可以复原光谱信息。该类型成像光谱仪具有高光通量、高目标分辨率、结构简单实用等优点。

含N个原子的玻色凝聚态处于强简谐势阱中受弱光场照射时 , 散射光谱可由微扰方法解出。

光谱呈现如下特点 :

(1) 边带结构反映在 不同振动能级间的跃迁 ;

(2 ) 边带峰系列强度取决于散射角度与势阱各轴的取向 ;

(3 ) 光谱由两部分贡献合成 , 即单粒子贡献部分及多粒子贡献部分。两部分的线形具有不同的结构。 当 N > > 1 时多粒子部分成为主要部分。


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