成像光谱仪把天空看得更清楚

　　宇航工业需要把高光谱分辨率和大空间信息量结合起来的傅里叶变换光谱仪(FTS).依靠三十多年的经验，加拿大ABB公司(前身为Bomem公司)报以成像傅里叶变换光谱仪.该公司发觉，对某个领域(军事、天文学或者工业)作出的贡献会使其它领域受益.例如:①穿轨迹红外探测器(crls)是下一代极轨天气传感器之一，ABB公司按照用户的要求设计并制造了作为该探测器核心的干涉仪;②ABB公司的AS-TRo成像傅里叶变换光谱仪是该公司参与一个国际合作项目的结果，该项目便是由美国航空与航天管理局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和加拿大空间局(csA)联合研制、用以接替哈勃空间望远镜的下一代空间望远镜(NGST).ASTRo是迄今用于天文学的最大的成像傅里叶变换光谱仪.ABB公司设计并研制的成像傅里叶变换光谱仪能够在各种条件(包括狭窄的空间、连续的机械振动和大的温差)下以高光谱分辨率和高速率稳定地收集信息.

　　1成像光谱学任务

　　成像光谱仪(也称光谱成像器或者高光谱成像器)是一种以光谱图像或者数据立方体形式采集空间信息和光谱信息的光学仪器.数据立方体是一种三维数据块，即在不同波长处采集的一系列图像.由于探测器是二维的，因此不能同时获得三维数据，数据立方体中至少有一维必须超时获得才能形成一个超正方体.

　　解决这种维度间题的方法有两种:

　　·把光谱成分分散在一个二维的面上并通过按时扫描构成图像(例如色散成像光谱仪和空间调制成像干涉仪);

　　·获取全帧图像并按时扫遍光谱成分(例如成像傅里叶变换光谱仪，法布里拍罗、声光可调滤光片、滤光片轮多光谱成像器).

　　ABB公司更喜欢在傅里叶变换光谱仪中增加成像能力并参与有利于成像傅里叶变换光谱仪的计划(见图l)，其原因如下:。这种技术已经成熟并为工业、机载和空间应用所证实;

　　·成像傅里叶变换光谱仪可以凝视方式使用(全帧光谱成像)，这使它很适合前视、运动跟踪和对地静止等应用(多路传输或者Fellgett优势);

　　·光谱分辨率可在飞行中调整;

　　·对光束宽度的限制远不如色散光谱仪严厉，色散光谱仪需要一个狭缝以达到高的光谱分辨率(Jaquinot优势);

　　·傅里叶变换光谱仪的谱线形状比其它类型的光谱仪的谱线形状好得多;

　　·无需大规格的焦平面列阵便能在宽光谱范围内达到很高的光谱分辨率;

　　·容易实现绝对光谱定标并不受环境条件的影响(Connes优势).

　　成像傅里叶变换光谱仪是具有焦平面列阵探测器的傅里叶变换光谱仪.在强度上受到调制的景像被成像在焦平面列阵上.对一给定像元的调制信号进行傅里叶变换可再现该像元的光谱.把所有的像元数据合并起来便可形成数据立方体.按时收集若干个数据立方体便形成超正立方体.