可见光液晶光谱成像系统研究.pdf

第31卷, 第10 期
光谱学与光谱分析 Vol
31, No
10, pp2672-2675
2 0 1 1 年 1 0 月
Spectro sco py and Spectral Analysis O cto ber, 2011
可见光液晶光谱成像系统研究
沈志学1 , 李剑峰1, 张大勇1 , 吴
军2 , 龙
燕1 , 黄立贤1,
刘海涛1 , 骆永全1 , 罗
飞1 , 张翠娟1, 杨俊杰2
1
中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川绵阳
621900
2
西南医院烧伤研究所, 重庆
400038
摘
要
利用向列相液晶材料的电控双折射效应, 研制了用于可见光波段光谱调谐的大口径液晶可调滤光
片, 透过光谱测试表明, 该滤光片在可见光波段( 420~ 700 nm) 以 20 nm 光谱分辨率可实现连续调谐和任意
波长选择。利用该滤光片搭建了一种小型光谱成像系统, 并在实验室内对若干样品进行了测试, 结果表明,
该系统可同时实现高图像分辨率和高光谱分辨率光谱成像, 具备高、超光谱分辨率光谱成像的应用潜力, 在
生物医学、环境保护和资源探测等领域具有较好的应用前景。
关键词
液晶可调滤光片; 电控双折射; 工作谱段; 光谱分辨率; 光谱成像系统
中图分类号: O 433
4
文献标识码: A
DOI: 10
3964/ j
issn
1000- 0593( 2011) 10-2672- 04
谐性能等方面[ 11- 16] , 目前面临的主要问题是在液晶可调滤光
引
言片通光面内的均匀性、峰值光谱透过率以及带外抑制效果等
方面存在明显的不足; 近几年, 部分研究者利用国外器件开
光谱成像技术是一种集光学、光谱学、精密机械、电子展了液晶多光谱技术的应用系统研究[17-20] , 积累了较多的实
技术及计算机技术于一体的遥感技术, 可以以精细的光谱分际应用经验和认识, 并对该技术在我国各个相关领域的应用
辨能力在太阳反射光谱区( 0
35~ 2
5
m) 对地球表面进行起到了积极的推动作用。
探测。该技术在连续光谱段上对地物成像的同时, 可获取同本文在国内外相关研究的基础上, 通过结构优化及相关
一物体的光谱特征信息, 利用空间配准和光谱匹配等后期图工艺设计, 研制了可见光光谱成像的液晶可调滤光片和液晶
像处理方法, 对物质成分及其变化具有特殊的识别能力; 在光谱成像系统, 解决了通光面内的均匀性和带外抑制问题,
资源探测、农业质量控制、水体监测、环境保护等定量研究实现了可见光波段的光谱成像, 并且具有较高的光谱分辨率
方面展现出巨大的应用前景。广泛而重要的应用价值推动了和图像分辨率。
光谱成像技术的快速发展, 主要体现在光谱成像仪光谱分辨
率的不断提高和分光原理的多样化, 以及更加注重空间分辨 1
基本原理
率、光谱分辨率以及弱信号探测等多方面的综合性能。
液晶光谱成像技术是基于液晶材料的电控双折射效应实
液晶光谱成像技术的核心器件是基于向列相液晶材料电
现的一种光谱成像技术, 可实现画幅式光谱成像, 在获取高控双折射效应的液晶可调滤光片。液晶可调滤光片本质上是
光谱