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如何从电磁波角度理解不同色光的混合? 第1页

  

user avatar   phosphates-30 网友的相关建议: 
      

人眼只能看到一个颜色,而不能分辨光谱,本质原因是所有的光学检测器在一次扫描中最多获得二维的信息

就比如说CCD检测器(电荷耦合器件),当使用image mode时,就会得到二维图像的强度信息,而没有任何的光谱信息;最后就是二维的。

当使用spectra mode时,就只有一维光谱信息,要么没有空间信息(confocal point scan)——此时为一维信息,要么只有一维空间信息(line scanning)——此时为1+1=二维信息。

而对于同时具有二维空间信息,并且同时具有每一个位置点的光谱,这就至少是三维的信息了,属于hyperspectral imaging的范畴。一般有这样几种常见的方式来采集hyperspectral imaging,每一种都需要多次采样:

1、对于wide field illumination geometry,不连接spectrograph,使用CCD的image mode:扫描入射光频率,这样就额外增加了一个维度。比如对于和频光谱(SFG),如果使用的是narrow band IR的话,就可以对于相同的二维空间,对于每一个频率都扫描一次,然后就可以获得二维空间信息,以及每个pixel的光谱信息;

2、对于confocal point scanning geometry,连接spectragraph,使用CCD的spectra mode:额外扫描二维空间信息。这样每次获得的就是一个pixel的光谱信息,然后通过移动样品台获得二维的空间信息。

3、对于line scanning geometry(入射光汇聚成一条线),连接spectragraph,使用CCD的image mode。这样就会在CCD上得到一堆光谱图,每一个都对于line上的一个点的光谱。然后只需要扫描一个维度就可以获得全部的信息了。

4、Compressive Sensing技术[1]。该技术中使用了一种叫做DMD(digital micromirror device)的镜子,该镜子相当于很多个微小的镜子的集合,其中每一个小镜子都可以控制开启和关闭。然后利用随机控制每个小镜子的开和关,获得了很多不同的光谱,之后再利用compressive sensing的办法来重现完全的信息。

总的来说,这是因为光学检测器一次测量最多获得二维信息的缘故,所以无法获得hyperspectral imaging 信息。如果你想看到光谱信息,就必然导致你没法看到这个世界的图像。

参考

  1. ^ JPCL:Compressive Broad-Band Hyperspectral Sum Frequency Generation Microscopy to Study Functionalized Surfaces



  

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