中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院安徽光機(jī)所光學(xué)遙感研究中心熊偉團(tuán)隊(duì)針對(duì)空間外差光譜技術(shù)動(dòng)態(tài)范圍低的問題，提出一種基于數(shù)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(shù)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(guó)際權(quán)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(cè)模式下中高層大氣垂直廓線的同步獲取，然而其動(dòng)態(tài)范圍受限于探測(cè)器的性能。為了擺脫對(duì)面陣探測(cè)器的依賴，提出一種基于DMD微鏡的高動(dòng)態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)（HD-SHIS）。

HD-SHIS通過調(diào)整DMD微鏡的翻轉(zhuǎn)時(shí)間來控制每個(gè)視場(chǎng)信號(hào)的曝光時(shí)間，實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)內(nèi)強(qiáng)弱信號(hào)同時(shí)探測(cè)；同時(shí)，HD-SHIS利用DMD實(shí)現(xiàn)干涉數(shù)據(jù)的Hadamard調(diào)制，提升弱光信噪比。研究人員利用自研的HD-SHIS原理樣機(jī)，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)范圍實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用8 bit的DMD微鏡實(shí)現(xiàn)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(cè)中的動(dòng)態(tài)范圍，也可應(yīng)用至其他干涉型光譜儀中，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。

圖1 HD-SHIS驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

圖2 HD-SHIS探測(cè)到的高動(dòng)態(tài)范圍強(qiáng)弱目標(biāo)干涉圖和光譜曲線