双通过光栅成像光谱仪：消除条纹噪声与图像失真

"Double-pass grating imaging spectrometer是一种新型的光谱成像仪，它采用中反射狭缝替代传统的入口狭缝，用作光谱滤波器而非空间滤波器。这种技术使得光线通过色散光栅两次，可以一次性获取场景的完整图像，从而消除了由图像拼接产生的条纹噪声和图像失真。此外，目标更容易捕获和对焦，提高了观测效率。" 这篇摘要描述了一个创新的光学仪器设计，即双通道光栅成像光谱仪。它主要解决了传统光谱成像仪的一些问题，如图像质量下降、噪声以及图像拼接导致的失真。双通道设计的核心在于使用中间反射狭缝，这一改变使得光路发生改变，光线在光栅中的传播路径变为两次，而不是一次。 首先，传统的光谱仪通常使用入口狭缝来限制入射光，起到空间筛选的作用。然而，在"Double-pass grating imaging spectrometer"中，这个入口狭缝被一个中反射狭缝取代，它的功能转变为光谱筛选，而非空间筛选。这样的设计意味着光谱仪能够根据光的频率（颜色）而非其来源位置进行筛选，从而提高了光谱分辨率。 其次，由于光线通过光栅两次，整个场景的图像可以在一次曝光中获取，这被称为“快照”成像。这种技术显著减少了因多帧拼接图像造成的条纹噪声和失真，极大地提高了图像质量和分析的准确性。这对于实时监测、快速光谱分析以及在动态环境下的应用特别有价值。 再者，由于目标可以直接对焦在反射狭缝上，双通道光栅成像光谱仪使得目标的捕获和聚焦过程变得更简单、更有效。这简化了操作，并可能拓宽了设备的应用范围，包括遥感、天文观测、生物医学成像和工业检测等领域。 最后，该技术的提出者包括孟鑫、杨忠明、杜近宇和范国斌，他们分别来自中国电子科技集团第41研究所、山东大学信息科学与工程学院和激光技术及应用山东省重点实验室，以及中国工程物理研究院应用电子研究所。这项工作在2018年8月提交，11月接受，并于同年12月在线发布，表明了科研团队在光谱成像领域的前沿研究和贡献。 双通道光栅成像光谱仪是光学成像技术的一项重要进步，它优化了光谱分析的效率和精度，有望在多个领域中带来重大的技术改进和应用突破。