近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所光學(xué)遙感研究中心熊偉團(tuán)隊針對空間外差光譜技術(shù)動態(tài)范圍低的問題，提出一種基于數(shù)字微鏡器件的高動態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)，相關(guān)成果以《基于數(shù)字微鏡的高動態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)》為題發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊Optics Express上。

空間外差一維成像光譜儀（SHIS）能夠同時獲取不同視場的超光譜信息，適用于臨邊探測模式下中高層大氣垂直廓線的同步獲取，然而其動態(tài)范圍受限于探測器的性能。為了擺脫對面陣探測器的依賴，提出一種基于DMD的高動態(tài)范圍空間外差一維成像光譜技術(shù)（HD-SHIS）。

HD-SHIS通過調(diào)整DMD微鏡的翻轉(zhuǎn)時間來控制每個視場信號的曝光時間，實現(xiàn)視場內(nèi)強(qiáng)弱信號同時探測；同時，HD-SHIS利用DMD實現(xiàn)干涉數(shù)據(jù)的Hadamard調(diào)制，提升弱光信噪比。研究人員利用自研的HD-SHIS原理樣機(jī)，進(jìn)行了動態(tài)范圍實驗驗證，利用8 bit的DMD實現(xiàn)了48 dB動態(tài)范圍的提升。本研究提出的HD-SHIS能夠有效提升超光譜成像探測中的動態(tài)范圍，也可應(yīng)用至其他干涉型光譜儀中，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。

博士研究生汪錢盛為論文第一作者，羅海燕研究員為論文通訊作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金項目、中國科學(xué)院重點部署項目資助和中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院院長基金等支持。

論文鏈接: https://doi.org/10.1364/OE.520080

圖1 HD-SHIS驗證實驗現(xiàn)場

圖2 HD-SHIS探測到的高動態(tài)范圍強(qiáng)弱目標(biāo)干涉圖和光譜曲線