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中級(jí)會(huì)員 | 第8年

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光學(xué)圖像

手持式光譜儀技術(shù)的日益成熟,得到大家的青睞

時(shí)間:2020/4/26閱讀:1720
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  隨著手持式光譜儀技術(shù)的日益成熟,得到工作人員的青睞,科研工作者更對(duì)其在行業(yè)上的應(yīng)用前景予以眾望。目前遙感光譜儀在農(nóng)業(yè)上可用于診斷作物長(zhǎng)勢(shì)、病蟲(chóng)害情況以及土壤肥力等;在環(huán)境保護(hù)方面可用于檢測(cè)海洋、湖泊的化工原料污染、富營(yíng)養(yǎng)化等;在林業(yè)領(lǐng)域可用于檢測(cè)林火、林業(yè)病害、林木存活率、林木種類(lèi)區(qū)分等;在礦產(chǎn)資源領(lǐng)域上可用于石油、礦物礦產(chǎn)等領(lǐng)域的勘測(cè);在考古領(lǐng)域可用于古村落的修復(fù)、文物遺址的勘查等;在通信部門(mén)可用于電纜絕緣子的勘察等。
 
  手持式光譜儀是一種基于單色光非彈性散射的技術(shù),非彈性散射的意思是當(dāng)單色光和樣品相互作用后,光子的頻率發(fā)生改變。光子被樣品吸收,然后發(fā)射,光子的頻率和原來(lái)的單色光相比增加或減少了,這種效應(yīng)稱(chēng)為拉曼效應(yīng)。光子頻率的改變提供了分子中振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或其它低頻躍遷的信息,每一種分子中以上幾種信息都不同,因此手持式光譜儀可以用來(lái)分析物質(zhì)的種類(lèi)。
 
  基本功能是吸收光,將其分解為光譜成分,將信號(hào)數(shù)字化作為波長(zhǎng)的函數(shù),并將其讀出并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)。這一過(guò)程的首先是通過(guò)一條被稱(chēng)為入口狹縫的窄孔徑直接穿過(guò)光纖電纜進(jìn)入光譜儀。當(dāng)光線(xiàn)進(jìn)入分光計(jì)時(shí),狹縫的光暈就會(huì)改變。在大多數(shù)光譜儀中,不同的光束被一個(gè)凹面鏡對(duì)準(zhǔn),并指向一個(gè)光柵。光柵然后以略微不同的角度分散光的光譜成分,然后由第二個(gè)凹面鏡聚焦,并在探測(cè)器上成像。另外,一個(gè)凹面全息光柵可以被用來(lái)同時(shí)執(zhí)行這三個(gè)功能。
 
  一旦光線(xiàn)進(jìn)入探測(cè)器,光子就會(huì)被轉(zhuǎn)換成電子,并通過(guò)USB(或串行口)向計(jì)算機(jī)讀出。然后,該軟件根據(jù)探測(cè)器的像素?cái)?shù)目和衍射光柵的線(xiàn)性色散來(lái)插入信號(hào),從而建立一個(gè)標(biāo)定,使數(shù)據(jù)被繪制成一個(gè)波長(zhǎng)在給定光譜范圍內(nèi)的函數(shù)。

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