CAOS 光谱成像仪设计及先进高动态范围 FDMA-TDMA CAOS 模式

在论文的第一部分，介绍了一种用于一维（1-D）或线目标光谱成像的 CAOS 线相机。所提出的光谱相机同时使用衍射光栅和柱面透镜光学系统，沿图像轴的线像素方向提供线成像，并在正交方向提供傅里叶变换操作，以实现线像素的光谱分析。该成像仪融合了基于数字微镜器件（DMD）的编码访问光学传感器（CAOS）结构。该设计包含逐行扫描选项以实现二维（2-D）光谱成像。首次展示了使用 2850 K 色温白光目标照明源以及可见波段带通滤光片和移动机械针孔来模拟沿 1-D 具有独特光谱内容的线目标，进行线式光谱成像。使用 38×52 的 CAOS 像素空间采样网格测量了约 412 nm 至约 732 nm 的输入目标光谱，提供 38 像素的测试图像线，每像素提供约 6.2 nm 的设计光谱分辨率。该光谱图像使用相机的鲁棒码分多址（CDMA）模式生成。论文第二部分首次展示了 CAOS 相机的频分多址（FDMA）-时分多址（TDMA）模式的高动态范围（HDR）操作。FDMA-TDMA 模式也像调频（FM）-TDMA 模式一样具有 HDR 恢复特性，尽管成像速率更快且信噪比（SNR）更高，因为一次提取多于一个 CAOS 像素。