基于谱图还原的中阶梯光栅光谱仪有效波长提取算法

摘要：

中阶梯光栅光谱仪具有高色散、高分辨率、宽波段、全谱瞬态直读等诸多优点，是先进光谱仪器的代表之一。在中阶梯光栅光谱仪民用化、商品化的发展趋势之下，其二维谱图图像处理的地位越来越重要。目前，国内一般先利用质心提取算法计算光斑质心再结合谱图还原算法计算有效波长，但这种方法难以达到较为理想的要求。为了提升运算速度、波长提取精度以及成像误差补偿能力，提出了基于谱图还原的有效波长提取算法。利用谱图还原算法，将探测器拍摄的二维谱图转换为一维图，通过改进的直方图双峰法选取阈值对一维图降噪，实现了二维谱图中全部有效（x，y）点对应波长的一次性提取。先将二维谱图转换为一维图进行图像处理，使算法在提升运算速度的基础上提取精度也得到了改善，还可以对一定范围内的成像误差进行补偿。采用标准汞灯作为待测光源开展了中阶梯光栅光谱仪成像实验，并使用该算法进行数据处理。实验结果表明，不仅能够自动补偿光谱仪0．05μm（两个像元）以内的成像偏差，而且能在精确提取有效波长的基础上大幅提升运算速度，波长误差小于0．02 nm，满足中阶梯光栅光谱仪图像处理的要求。

关键词：中阶梯光栅光谱仪、谱图还原、有效波长提取、阈值去噪

分类号：TH744.1(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金项目61108032;国家重大科学仪器设备开发专项项目11YQ120023;吉林省科技发展计划项目20126012

在线出版日期：2015-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：850-855