全光模数转换的光纤光谱成像方法

摘要

本发明公开了一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，它包括：对视场中被摄物上某一个像素宽度窄条上的所有的点反射光成像在狭缝的位置，通过准直系统形成平行光投射到棱镜或光栅进行分光，再通过镜头聚焦到激光转换放大器阵列上，将进入每根光纤的光线通过激光泵辅转换为激光，变成光脉冲，再进入到每根有一定长度光纤阵列，通过光偶合以模拟光的形式传播；模拟光脉冲经过光纤传播后，会产生频移变化，即模拟光，对模拟光进行数字化；根据莱曼自频移效应，就可以得到视场中被摄物上某一个像素宽度窄条上的对应各单色光谱的亮度数字值。本发明可以解决传统的数字成像技术存在的获得高空间分辨率和高光谱分辨率的影象困难、成像幅面受限等技术问题。

主权项

一种全光模数转换的光纤光谱成像方法，其特征在于它包括如下步骤：对视场中被摄物上某一个像素宽度窄条上的所有的点反射光(1)通过成像系统(2)成像在狭缝(3)的位置，通过准直系统(4)形成平行光投射到棱镜或光栅(5)进行分光，通过棱镜或光栅(5)的出射光再通过镜头(6)聚焦到激光转换放大器阵列(7)上，将进入每根光纤的光线通过激光泵辅转换为激光，变成光脉冲，同时光强得到增强；从激光转换放大器阵列出来的每束单色光脉冲再进入到每根有一定长度光纤阵列(8)，通过光耦合，光脉冲在光纤(8)中是以模拟光的形式传播；模拟光脉冲经过一定距离的光纤传播后，会产生频移变化，这些频移变化量是模拟光，然后对这些模拟光进行数字化，使模拟光转换为数字光；对全光数字化的过程是：首先对模拟光脉冲进行采样(10)、然后量化(11)，之后再进行编码(12)，经过模拟光采样、量化和编码就形成了数字光，数字光被计算机系统用数字的形式记录下来，整个转换过程是在全光形式下完成，即光到光的转换；根据莱曼自频移效应，就可以得到视场中被摄物上某一个像素宽度窄条上的对应各单色光谱的亮度数字值，这些亮度数字值就是该点对应各单色光谱的影像灰度数字值，它们用二维矩阵形式表现出来，从而形成被摄物上某一个像素宽度窄条数字光谱图象(13)。