一种精密细分光谱分光系统技术方案

本实用新型专利技术通过一种精密细分光谱分光系统，MCU分别与电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、PGP分光模块、交互单元相连，AD转换模块与信号处理模块相连，PGP分光模块与光谱监测模块相连，PGP分光模块包括棱镜模块组、可调式全息透射光栅单元、滤光模块组、驱动点阵模块，棱镜模块组中的第一棱镜模块、第二棱镜模块、可调式全息透射光栅单元分别与驱动点阵模块相连，信号处理模块与光谱监测模块相连，机载电源模块分别为各个模块提供电源支持。本实用新型专利技术能够通过光谱仪设计中通过偏斜会聚透镜光轴和PGP光轴在光谱维的角度，能有效降低分光系统的光谱弯曲和谱线畸变，可控制在5μm以下，解决了已有的PGP成像光谱仪在该方面的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种精密细分光谱分光系统
本技术属于光谱成像领域，尤其涉及一种精密细分光谱分光系统。
技术介绍
成像光谱仪根据扫描成像方式可分为光机扫描式和推帚式两种，推帚式成像光谱仪探测器采用面阵电荷耦合器件（CCD），由飞行平台沿轨方向的推扫实现空间维和光谱维成像，大大增加了像元凝视时间，可以同时获得高空间分辨率和高光谱分辨率图像，具有体积小、结构简单、信噪比高等优点，尤其适用于空间较小的飞机或无人机等遥感平台。国外典型的推帚式成像光谱仪有美国研制的Hyperion和COIS，空间分辨率为30m，光谱分辨率为10nm；欧空局研制的APEX，空间分辨率为7.5m，光谱分辨率为10nm；国内中科院上海技物所研制的PHI机载成像光谱仪光谱覆盖范围0.4－0.85um，光谱分辨率为5nm，空间分辨率为1.8m。目前，国内外成像光谱仪均可实现高光谱成像，但缺点是体积和重量大、空间分辨率较低，不能很好地满足高空间分辨率和高光谱分辨率同时成像的要求，不能满足无人机搭载要求，运行成本高无法实现产业化推广。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开了精密细分光谱分光系统，能够通过光谱仪设计中通过偏斜会聚透镜光轴和PGP光轴在光谱维的角度，能有效降低分光系统的光谱弯曲和谱线畸变，可控制在5μm以下，解决了已有的PGP成像光谱仪在该方面的缺陷。为了达到以上目的，本技术提供如下技术方案：一种精密细分光谱分光系统，包括MCU、电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、信号处理模块、PGP分光模块、交互单元、机载电源模块，MCU分别与电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、PGP分光模块、交互单元相连，AD转换模块与信号处理模块相连，PGP分光模块与光谱监测模块相连，PGP分光模块包括棱镜模块组、可调式全息透射光栅单元、滤光模块组、驱动点阵模块，棱镜模块组中的第一棱镜模块、第二棱镜模块、可调式全息透射光栅单元分别与驱动点阵模块相连，信号处理模块与光谱监测模块相连，机载电源模块分别为各个模块提供电源支持。作为本技术的一种优选方案，所述驱动点阵模块中设置有分段控制单元，所述分段控制单元可差别控制PGP分光模块。作为本技术的一种优选方案，所述MCU采用基于RH850/P1H-C集成的控制芯片。作为本技术的一种优选方案，所述PGP分光模块中光谱范围设置在400-1000，同时可调整220个波段范围。作为本技术的一种优选方案，所述PGP分光模块的光谱分辨率调整为5-8MM之间。作为本技术的一种优选方案，所述光谱监测模块还设置有4G通信模块，4G通信模块与远程数据库相连。与现有技术相比，本技术具备的有益效果：本技术通过高光谱高速线阵成像技术，在极短的曝光时间中，获得高信噪比1000:1的数据，超高的成像速度，满波段成像FPS（每秒成像帧数）可达330，20个波段成像FPS可达2830，5个波段FPS可达6510，同时采用棱镜-光栅-棱镜（PGP）分光器件，PGP分光器件是由两个棱镜中间粘结一个体相位全息透射光栅，在棱镜和光栅之间贴有前截止和后截止滤光片以限制光谱波段范围，实现谱段细分。附图说明图1为精密细分光谱成像系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图1所示的一种精密细分光谱分光系统，包括MCU、电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、信号处理模块、PGP分光模块、交互单元、机载电源模块，MCU分别与电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、PGP分光模块、交互单元相连，AD转换模块与信号处理模块相连，PGP分光模块与光谱监测模块相连，PGP分光模块包括棱镜模块组、可调式全息透射光栅单元、滤光模块组、驱动点阵模块，棱镜模块组中的第一棱镜模块、第二棱镜模块、可调式全息透射光栅单元分别与驱动点阵模块相连，信号处理模块与光谱监测模块相连，机载电源模块分别为各个模块提供电源支持，分光系统通过电平转换模块可以适用与PGP分光模块和信号处理模块，二者的电平需要经过转换后才能适用，同时PGP作为核心零部件，通过由两个棱镜中间粘结一个体相位全息透射光栅，在棱镜和光栅之间贴有前截止和后截止滤光片以限制光谱波段范围，实现谱段细分，同时波段选择灵活：从可见光至近红外400-1000nm光谱范围内设置220个波段，可任意选择感兴趣的波段集，同时在每一个光谱仪输出相同的光谱数据，无差异，模型可无损通用，同时在光谱监测模块中，能够快速校准，信息准确及时。优选的，驱动点阵模块中设置有分段控制单元，所述分段控制单元可差别控制PGP分光模块，在PGP分光模块中，所有的单元都是能够通过MCU实时控制，能够确保每一个光谱仪输出相同的光谱数据，无差异，模型可无损通用。优选的，MCU采用基于RH850/P1H-C集成的控制芯片，控制芯片具有便捷小巧且能够对分光系统做到实时监测。优选的，PGP分光模块中光谱范围设置在400-1000，同时可调整220个波段范围，PGP分光模块的光谱分辨率调整为5-8MM之间，此范围具有波段选择灵活的特性。优选的，光谱监测模块还设置有4G通信模块，4G通信模块与远程数据库相连，能够将光谱数据实时导入远程数据库，并能够根据数据库进行数据传输。本技术方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密细分光谱分光系统，其特征在于：包括MCU、电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、信号处理模块、PGP分光模块、交互单元、机载电源模块，所述MCU分别与电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、PGP分光模块、交互单元相连，所述AD转换模块与信号处理模块相连，所述PGP分光模块与光谱监测模块相连，所述PGP分光模块包括棱镜模块组、可调式全息透射光栅单元、滤光模块组、驱动点阵模块，所述棱镜模块组中的第一棱镜模块、第二棱镜模块、可调式全息透射光栅单元分别与驱动点阵模块相连，所述信号处理模块与光谱监测模块相连，所述机载电源模块分别为各个模块提供电源支持。

【技术特征摘要】
1.一种精密细分光谱分光系统，其特征在于：包括MCU、电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、信号处理模块、PGP分光模块、交互单元、机载电源模块，所述MCU分别与电平转换模块、光谱监测模块、AD转换单元、PGP分光模块、交互单元相连，所述AD转换模块与信号处理模块相连，所述PGP分光模块与光谱监测模块相连，所述PGP分光模块包括棱镜模块组、可调式全息透射光栅单元、滤光模块组、驱动点阵模块，所述棱镜模块组中的第一棱镜模块、第二棱镜模块、可调式全息透射光栅单元分别与驱动点阵模块相连，所述信号处理模块与光谱监测模块相连，所述机载电源模块分别为各个模块提供电源支持。2.根据权利要求1所述的精密...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贺平，
申请(专利权)人：苏州天地衡遥感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32