第31卷：第10期 2011年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spcctral Analysis
可见光液晶光谱成像系统研究
Vol.31,No.10,pp2672-2675
October, 2011
沈志学1，李剑峰"，张大勇1，吴军，龙燕"，黄立贤1，
刘海涛，骆永全，罗飞"，张翠娟"，杨俊杰？ 1.中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳
621900
2.西南医院烧伤研究所，重庆400038
摘要利用向列相液品材料的电控双折射效应，研制了用于可见光波段光谱调谱的大口径液晶可调滤光片，透过光谱测试表明，该滤光片在可见光波段（420～700nm)以20nm光谱分辨率可实现连续调谐和任意波长选择。利用该滤光片搭建了一种小型光谱成像系统，并在实验室内对若下样品进行了测试，结果表明，该系统可间时实现高图像分辨率和高光谱分辨率光谱成像，具备高、超光谱分辨率光谱成像的应用潜力，在生物医学、环境保护和资源探测等领域具有较好的应用前景。
关键词液晶可调滤光片；电控双折射；工作谱段；光谱分辨率；光谱成像系统
中图分类号：0433.4
引言
DOI; 10. 3964/j, issn. 1000-0593(2011)10-2672-04
文献标识码：A
谐性能等方面[11]，目前面临的主要问题是在液晶可调滤光片通光面内的均勾性、峰值光谱透过率以及带外抑制效果等
光谱成像技术是一种集光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术于一体的遥感技术，可以以精细的光谱分辨能力在太阳反射光谱区（0.35~2.5um）对地球表面进行探测。该技术在连续光谱段上对地物成像的同时，可获取同一物体的光谱特征信息，利用空间配准和光谱匹配等后期图像处理方法，对物质成分及其变化具有特殊的识别能力；在资源探测、农业质量控制、水体监测、环境保护等定量研究方面展现出巨大的应用前景。广泛而重要的应用价值推动了光谱成像技术的快速发展，主要体现在光谱成像仪光谐分辨率的不断提高和分光原理的多样化，以及更加注重空间分辨率、光谱分辨率以及弱信号探测等多方面的综介性能。
液晶光谱成像技术是基于液品材料的电控双折射效应实现的一种光讲成像技术，可实现画幅式光谱成像，在获取高光谱分辨率图像的同时，同样可以达到很高的空间分辨率。基于液晶光谱成像技术的成像光谱仪体积小、重量轻、易集成，并且可实现实时程控，因此受到广泛关注，是术来光诺成像技术发展的重要趋势之一美国U-)和月本(+W)在液品光谱成像技术研究方面开展了大量的工作，其中日本目前已经将其成功应用于航空遥感，美国曾计划将其应用于火呆操测。我国在液品光谱成像技术方面也较早地开展了研究，研究兴趣主要集中在Lyot型液品可调滤光片的理论和电控调
收稿日期：2010-11-19，修订日期：2011-04-10
基金项目：国家自然科学基金项日(81027004)资助
方面存在明显的不足；近几年，部分研究者利用国外器件开展广液品多光谱技术的应用系统研究(17-)，积累了较多的实际应用经验和认识，并对该技术在我国各个相关领域的应用起到了积极的推动作用。
本文在国内外相关研究的基础上，通过结构优化及相关工艺设计，研制了可见光光谱成像的液品可调滤光片和液品光谱成像系统，解决了通光面内的均勾性和带外抑制问题，实现了可见光波段的光谱成像，并且具有较高的光谱分辨率
和图像分辨率， 1基本原理
液晶光谱成像技术的核心器件是基于向列相液晶材料电控双折射效应的液晶可调滤光片。液品可调滤光片本质上是一种带通可调双折射滤光片。目前最广泛应用的双折射滤光片是Lyot型u-a4]和Sole型[5-28]滤光片，如图1所示，Lyot 型滤光片包括一系列双折射波片，以平行偏报片按三明治的方式叠放；Sole型滤光片是由完全相同的双折射波片按一定的取向，以级联的方式放置在两个偏报器之间。通常Lyot滤光片与Sole滤光片相比需要较少的元件，而Solc滤光片内部不使用偏振片，降低了光能损耗，因此可以获得较高的峰值透过率，但光谱分辨能力较低。Solc型滤光片的光谱分辨
作者简介：沈志学，1979年生，中国工程物理研究院流体物理研究所助理研究员万方数据
e-mail; zxshen0@163, com