Livermore成像博里叶变换红外光谱仪

　　LowreneeLivermore国家实验室目前正在运行一台超光谱成像仪，即Livermore成像傅里叶变换红外光谱仪(LIFTIRS)。这台仪器能够以可控光谱精度在从3到12·5um红外波段范围内工作。本文介绍了它的工作特性，现行能力，数据输出量和定标结果。

        为了在更大范围内应用红外遥感，例如气态排出物的识别和测绘，表面温度的遥测，以及基于物质的红外发射率特性对表面物质类型进行分类等等。正在研制Livermore成像傅里叶变换光谱仪与其它系统比较IFTS的优点是能够得到比传统的(光栅或棱镜式)系统多一个数量级以上的光谱通道。傅里叶变换光谱仪的主要缺点是对于给定的空间位置，不能同时记录所有的光谱通道。这点可以导致灵敏度随机地或者周期地随时间波动。傅里叶变换类型的仪器操作还有很大的可塑性，特别是它们的光谱分辨率的可变性。

　　象所有成像光谱仪一样，LIFTIRS获得了一个包括两维空间和一维光谱的三维“数据立方体”。LIFTIRS获得了每帧二维的图像，在使用麦克尔逊干涉仪中，由于可移动的反射镜的位置不同，可以产生连续的各帧图像，这些特点在图1中已经给出了，图中给出了多帧完整的二维景物图像。其中干涉图曲线可以给出作为移动反射镜位置函数的景物中单一像元的光强变化。在视场中，每一个像元的傅里叶变换可产生数据三维光谱。

　　傅里叶变换成像光谱仪同色散技术相比较，关于它的优缺点的更详细地讨论已经在1993年SPIEOrLandoFlorida会议中做T介绍。LIFTIRS装置早期的测量结果在1993年PIEInsbruek，Austria材料识别会议中做了介绍。在这次会议中Bennel等人介绍了用改进后的装置测量化学蒸气的火舌的结果.

　　1.IFTS的基本原理

　　LIFTIRS是建立在具有一个固定反射镜和一个移动反射镜的麦克尔逊干涉仪的基础上。测量透过干涉仪的光作为移动反射镜从。相位差位置移动的函数。由于这个干涉图的傅里叶变换可产生光谱.用一台摄像机通过干涉仪观测可呼吸光谱仪，其每一像元光强变化的傅里叶变换作为该移动反射镜位置的函数。IFTS的光学设计图如图1所示。

　　图l中只画出了两条有代表性的点传播的光线。一点位于光轴上，另一点离开光轴移动一段距离Y。物平面在等于输入准直镜的焦长f的距离处。物平面可以是一个真实的发射表面，也可以是望远镜或显微镜的焦平面。分束器透射入射光的一部分T和反射一部分入射光R。这些系数通常取决于入射光的偏振，0角和波长。

　　2.遥感器的工作

　　LIFTIRS能够在8一12um或3一5um光谱范围内工作，这取决于所选择的红外焦平面阵列探测器。在8一12拌m范围的数据采集中，使用TGa:Si 128xl28FPA，及在3一5um区使用了InsbFPA工作。这两个焦平面阵列是从AMBER公司购买的.Ga:51阵列能够在每秒100帧的速率下读出。Insb阵列被限定到每秒125帧。使用12bit多通道数据采集系统获得数据。数据被时实存储在大规模的存储器中(512Mbytes)。表1给出3一5um和8一12um阵列工作的参数。