FA eABA T AsQ AA 959
B是光辉从源,要么狭缝的面积,和e (A)是吞吐量。的立体角^ =光栅的面积,Ag)的平方除以焦距f的准直器和冷凝器。流量可以改写的分散在出口处狭缝,da / da,因此
F (A) = e B (A) (A、T)——^ (AA) 2。(9.60)
所以通量在给定的决议获得通过最小化的比率提高焦距f狭缝高度h(焦距比数)和面积和光栅的色散率。光学设计的考虑通常限制/数量到团结,和分散nm_1先生< 1。然后,剩下的唯一方法提高信噪比对于一个给定的源是使用大截面光学。
获得足够的信噪比的一般问题和仪器从太空观看地球可以用一些粗糙的数量级数据。假设本例中的光栅面积10 x10 cm2, 10厘米的入口狭缝面积0.1平方厘米,被一个1000 K的来源。这些都是典型的数量级数据真实的系统。进一步假设设备的光谱分辨率为0.01 cm - 1,我们希望获得光谱从1000年到10000 cm - 1最大信噪比100使用一个非冷却热敏电阻检测器与棉结= W Hz-1/2真空度。一个简单的计算表明,这种扫描一天完成的顺序,说明的问题与同步测量高空间和光谱分辨率的卫星轨道地球每天超过10次。冷却系统,从而获得2个或更多的数量级的提高信噪比,就变得非常重要了。限制这些波长的光谱范围包含所需的大部分信息,例如667 - cm - 1二氧化碳带大气温度探测,进一步提高了测量的实用性。最后,大孔径光学经常使用。这些基本的改进提高质量的空间工具使气候观测,在下一章中讨论的一样,超过上述设备的十倍,是典型的用于野外地质学在地球表面。raybet雷竞技最新
衍射光栅的原理涉及光学干涉,当然,但术语干涉仪通常是留给slitless moving-mirror迈克尔逊等设备,可以使用完整的圆形光圈和吞吐量的增加两个数量级的结果。法布里-珀罗和Michelson-type设备的基本原理是将入射光束分成两个使用部分反射分光镜,然后调节不同的路径遍历重组之前的两个组件。这是在迈克尔逊设备通过移动一个或两个镜子,返回两个组件的划分梁复合的分光镜。使用多维数据集的角落而不是平面镜子返回的两束意味着任何倾斜反射器只影响光束的翻译,也没有一阶谱的影响,使设备不太敏感的定位错误。各种方案用来折叠和多通道光束为了最大化的光程差,同时保持仪器的外形尺寸紧凑合理,这是特别重要的用于卫星和如果冷却是用来提高灵敏度。最大值路径的差异实现在实践中为1米左右,使光谱分辨率0.005 cm - 1获得。在实际系统中,提供可以为不同的过滤器和探测器的选择不同的波长区域,每一个有限的范围内排除源部分的光子谱不被扫描。这提高了信噪比,减少冷却的光子噪声光子探测器。
干涉仪有许多一般优于其他类型的spec-trometric乐器,包括高光谱分辨率、高吞吐量和更广泛的波长范围。然而,他们是容易附加噪声的来源,可以取消一个现实的优势,而不是理想的系统。第一个阶段是错误。一个干涉图可能不是简单的正弦波之和,这是理论上,如果仪器内的路径差异是频率的函数将光分散在分束器或其他组件。相移也可能引入的电子产品。在干涉仪将第二个问题区域,一个周期调制的光学干涉造成的光谱基线内单个组件,并通过系统内部的杂散光。
探测器非线性对干涉图的影响很难解开,和这种类型的仪器更可能遭受的问题首先是因为所需的大动态范围的探测器。傅里叶光谱仪也极其容易受到振动、电磁干扰、抽样错误。总之,这种类型的乐器的设计是一个极其复杂和专业的事情,这就解释了光栅和筛选工具的持久的人气,尽管他们低劣的理论性能。
9.8参考书目
9.8.1笔记
介绍本章的主题可能会发现书中泰勒(第九章),哈瑞斯,史蒂文斯和霍顿等。啤酒提供了一个很好的概述的干涉技术和红外技术一般的教堂;博伊德关注探测器理论。当然,有一个大型的技术卫星遥感仪器的有关这一课题的文献;看到例如Photo-optical仪器工程师学会的网站(学报)。
9.8.2引用和进一步阅读
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啤酒,r (1992)。遥感傅里叶变换光谱法。约翰威利& Sons Inc .,纽约。
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