致 谢 25

参考文献 26

1  引言

1.1  研究背景

成像光谱是指在一个连续光谱段上获取大量窄波段遥感图像的技术，这种成像可以通过对光谱图像进行重建以提取出图像上的目标信息。成像光谱技术最早应用于成像光谱仪时以色散型为主。其工作原理如图1.1所示[1]。这类成像光谱仪具有结构简单、成像直观的优点，但也由很大的局限性。色散型光谱仪使用色散棱镜或光栅等色散元件将复色光色散分成序列谱线，因而它的光谱分辨率容易受到狭缝宽度的限制，若想得到更高分辨率，则会使光通量降低，信噪比也会比较低。 

为了克服色散型成像光谱仪的局限，成像光谱技术开始从色散型向干涉型发展。干涉成像技术也称傅里叶变换光谱成像技术，它基于干涉图和光谱图之间的傅里叶变换关系，在干涉图和光谱图之间建立起桥梁，这对于成像光谱技术来说是革命性的。该技术将光谱分析技术与图像处理技术结合到一起，不仅能对物体进行形态成像，同时还能提供丰富的光谱信息，即具有图谱合一的特点。由于其具有光谱分辨率高、波段数多、光通量大等优点，广泛应用于军事侦察、地质资源勘查和灾害预测等领域。源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

利用干涉成像技术制作的干涉成像光谱仪相比于色散型成像光谱仪有更高的光谱分辨率和更高的光通量。干涉型成像光谱仪从原理上来说，都是对两束光的光程差进行调制，在探测面处得到目标物的二维空间信息和一维光谱（干涉图），根据其调制方式不同可分为两种：时间调制型和空间调制型。时间调制型原理如图1.2所示。空间调制型原理如图1.3所示。[2]

  20世纪90年代中后期出现的像面干涉成像光谱技术，通过在无限远成像系统中加入横向剪切分束器，引入干涉信息。如图1.4所示。与时间型干涉成像光谱技术相比，内部不需要动镜推扫，具有结构稳固的优点；与空间型干涉成像光谱技术相比，不受入射狭缝限制，具有高光通量、高目标分辨率和高光谱分辨率等优点。

 在过去的研究中，因为要求平行的入射光，所以干涉成像技术一般应用于远距离干涉成像，多用于遥感和军事，然而近年来在生物学、医学领域，这已经成为非常重要的技术手段。然而直接将该技术应用于上述领域显然不是很合适的，它必须结合传统光学成像系统来完成。将这项技术与显微系统相结合，把成像光谱技术应用于病理学、细胞遗传学、组织学、免疫组织化学等领域显然已成为当今成像光谱应用发展的大趋势。基于干涉成像技术的日益成熟，这一创造性的应用也将成为可能。

1.2  国内外研究现状

1.3  本课题主要研究内容      

干涉光谱成像应用于显微领域是目前光谱成像领域一个比较热门的课题，同时因其应用广泛也成为极有价值的课题。作者在导师的指导下确定了“像面干涉高光谱显微成像”这一研究课题。本课题建立的光学原理系统是基于二次成像的像面干涉高光谱成像原理的分支应用。课题研究过程分为文献查阅与分析、原理研究、实验及分析、论文书写。

本文即为本课题的论文部分，第1章主要介绍本课题的科研背景和发展现状，第2章主要分析本课题的基础理论傅里叶变换光谱理论，推导出光谱图的基本表达式和傅里叶光谱变换式，第3章主要描述所设计的像面干涉光谱显微成像的光学系统以及对五个重要参数的分析，第4章主要阐述实验装置和结果分析，结论概况整个课题研究的主要工作。