近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所光學(xué)遙感研究中心熊偉團隊針對空間外差光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)范圍低的問(wèn)題，提出一種基于數字微鏡器件的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)，相關(guān)成果以《基于數字微鏡的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)》為題發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域國際權威期刊Optics Express上。

空間外差一維成像光譜儀（SHIS）能夠同時(shí)獲取不同視場(chǎng)的超光譜信息，適用于臨邊探測模式下中高層大氣垂直廓線(xiàn)的同步獲取，然而其動(dòng)態(tài)范圍受限于探測器的性能。為了擺脫對面陣探測器的依賴(lài)，提出一種基于DMD的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)（HD-SHIS）。

HD-SHIS通過(guò)調整DMD微鏡的翻轉時(shí)間來(lái)控制每個(gè)視場(chǎng)信號的曝光時(shí)間，實(shí)現視場(chǎng)內強弱信號同時(shí)探測；同時(shí)，HD-SHIS利用DMD實(shí)現干涉數據的Hadamard調制，提升弱光信噪比。研究人員利用自研的HD-SHIS原理樣機，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)范圍實(shí)驗驗證，利用8 bit的DMD實(shí)現了48 dB動(dòng)態(tài)范圍的提升。本研究提出的HD-SHIS能夠有效提升超光譜成像探測中的動(dòng)態(tài)范圍，也可應用至其他干涉型光譜儀中，具有重要的科學(xué)意義和應用前景。

博士研究生汪錢(qián)盛為論文第一作者，羅海燕研究員為論文通訊作者。本研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金項目、中國科學(xué)院重點(diǎn)部署項目資助和中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院院長(cháng)基金等支持。

論文鏈接: https://doi.org/10.1364/OE.520080

圖1 HD-SHIS驗證實(shí)驗現場(chǎng)

圖2 HD-SHIS探測到的高動(dòng)態(tài)范圍強弱目標干涉圖和光譜曲線(xiàn)