基于数字微镜技术的高动态范围一维空间外差成像光谱仪

中国科学院合肥物质院安徽光机所光学遥感研究中心熊伟团队针对空间外差光谱技术动态范围低的问题，提出一种基于数字微镜器件的高动态范围空间外差一维成像光谱技术，相关成果以《基于数字微镜的高动态范围空间外差一维成像光谱技术》为题发表在光学领域国际权威期刊Optics Express上。

空间外差一维成像光谱仪（SHIS）能够同时获取不同视场的超光谱信息，适用于临边探测模式下中高层大气垂直廓线的同步获取，然而其动态范围受限于探测器的性能。为了摆脱对面阵探测器的依赖，提出一种基于DMD微镜的高动态范围空间外差一维成像光谱技术（HD-SHIS）。

HD-SHIS通过调整DMD微镜的翻转时间来控制每个视场信号的曝光时间，实现视场内强弱信号同时探测；同时，HD-SHIS利用DMD实现干涉数据的Hadamard调制，提升弱光信噪比。研究人员利用自研的HD-SHIS原理样机，进行了动态范围实验验证，利用8 bit的DMD微镜实现了48 dB动态范围的提升。本研究提出的HD-SHIS能够有效提升超光谱成像探测中的动态范围，也可应用至其他干涉型光谱仪中，具有重要的科学意义和应用前景。

图1 HD-SHIS验证实验现场

图2 HD-SHIS探测到的高动态范围强弱目标干涉图和光谱曲线