本發(fā)明涉及一種用于主動高光譜成像的近紅外超連續(xù)譜照明系統(tǒng)，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高光譜成像技術(shù)是傳統(tǒng)二維成像技術(shù)和光譜技術(shù)有機結(jié)合而形成的一種新型成像技術(shù)。利用成像光譜儀，可在數(shù)十、甚至數(shù)百條光譜波段對目標(biāo)物體連續(xù)成像，在獲得目標(biāo)形貌特征的同時，也獲得目標(biāo)的光譜信息。通過不同目標(biāo)反射光譜的“指紋”效應(yīng)，對目標(biāo)進行探測和識別。目前，高光譜成像技術(shù)已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、植被生態(tài)、地質(zhì)礦產(chǎn)、海洋科學(xué)等領(lǐng)域。

傳統(tǒng)意義上的高光譜成像系統(tǒng)多基于被動成像技術(shù)，即依靠太陽光等自然光對目標(biāo)進行照明，由成像光譜儀對目標(biāo)成像，因而在工作時間、成像質(zhì)量等方面易受目標(biāo)處天氣和地理環(huán)境等因素的影響。尤其是，在夜晚以及陰天等光照不足的條件下，經(jīng)常會存在目標(biāo)反射光子數(shù)不足的情況，使高光譜成像儀難以采集到有效數(shù)據(jù)。為了突破被動高光譜成像技術(shù)在工作時間和成像質(zhì)量等方面的局限，拓展高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用范圍，主動高光譜成像技術(shù)得到發(fā)展。主動高光譜成像系統(tǒng)以人工光源替代自然光源，實現(xiàn)對目標(biāo)的主動照明，因而能夠全天時工作。在實驗室中，主動高光譜成像系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的寬譜光源(如白熾燈、鹵素光源等)作為光源，但這種光源光束質(zhì)量差、亮度低，因而該照明系統(tǒng)只能對目標(biāo)進行近距離照明，無法滿足高光譜成像儀遠距離工作的需求。激光光源光束質(zhì)量好、亮度高，可實現(xiàn)遠距離傳輸；但一般的激光光源輸出波長單一，無法滿足高光譜成像技術(shù)對寬光譜的要求。目前多光譜照明光源已經(jīng)得到報道，并實現(xiàn)了少數(shù)幾個波長的主動照明，但不能滿足高光譜成像技術(shù)對光譜寬度的應(yīng)用需求。因此，寬光譜、高功率、高亮度的照明系統(tǒng)成為全天時、遠距離主動高光譜成像技術(shù)研究和發(fā)展的瓶頸問題。目前尚沒有為遠距離高光譜成像提供照明光源的照明系統(tǒng)。

超連續(xù)譜光源作為一種新型激光光源，具有輸出光譜寬、亮度高、空間相干性好等優(yōu)點，根據(jù)應(yīng)用需求能夠選擇性覆蓋從可見光、近紅外到短波中紅外的光譜范圍，光束質(zhì)量、亮度、光譜平坦性等參數(shù)遠遠優(yōu)于鹵素光源、白熾燈等傳統(tǒng)的寬譜光源。超連續(xù)譜光源同時具備普通光源光譜寬和一般激光光源長距離傳輸?shù)奶匦裕軌蚪鉀Q遠距離主動高光譜成像系統(tǒng)的光源問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，目前各種基于傳統(tǒng)寬譜光源的照明系統(tǒng)均不能同時滿足高光譜成像技術(shù)對照明系統(tǒng)光譜范圍、光束質(zhì)量、功率密度、均勻化照明等方面的要求。本發(fā)明提出一種近紅外超連續(xù)譜照明系統(tǒng)，為主動高光譜成像系統(tǒng)提供一種光譜范圍寬、功率水平高、均勻化照明的解決方案。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于主動高光譜成像技術(shù)的近紅外超連續(xù)譜照明系統(tǒng)，由第一超連續(xù)譜光源、第二超連續(xù)譜光源、信標(biāo)光源、寬譜光纖合束器、光纖端帽、發(fā)射模塊、調(diào)制控制模塊組成。

發(fā)射模塊為離軸反射鏡組，由準(zhǔn)直鏡、中繼鏡、發(fā)射次鏡和發(fā)射主鏡組成。其中，準(zhǔn)直鏡為凹面反射鏡，中繼鏡為平面反射鏡，發(fā)射次鏡為凸面反射鏡，發(fā)射主鏡為凹面反射鏡。上述離軸反射鏡組的放置方法為：光纖端帽放的位置須保證發(fā)射模塊能夠完全接收光纖端帽出射的光束，光纖端帽的輸出端位于準(zhǔn)直鏡的焦面上，且準(zhǔn)直鏡能夠完全接收光纖端帽出射的光束；前后兩面反射鏡的反射面兩兩相對，并且后一面反射鏡能夠完全接收前一面反射鏡反射的光束?？梢酝ㄟ^改變發(fā)射次鏡和發(fā)射主鏡之間的距離來改變出射光束的發(fā)散角和目標(biāo)處超連續(xù)譜光斑的大小。所述發(fā)射模塊采用的這種全反射式超連續(xù)譜光源準(zhǔn)直擴束發(fā)射系統(tǒng)，可以避免產(chǎn)生色差以及透射式系統(tǒng)中透鏡材料和遮攔引起的光能量損耗，從而獲得高效率發(fā)射。超連續(xù)譜首先經(jīng)過準(zhǔn)直鏡擴束，然后通過發(fā)射次鏡和發(fā)射主鏡二級擴束后發(fā)射至目標(biāo)處。

第一超連續(xù)譜光源連接寬譜光纖合束器的第一輸入纖，第二超連續(xù)譜光源連接寬譜光纖合束器的第二輸入纖，信標(biāo)光源連接寬譜光纖合束器的第三輸入纖，寬譜光纖合束器的輸出纖連接光纖端帽的輸入纖。光纖端帽的輸出端位于發(fā)射模塊中的準(zhǔn)直鏡的焦平面上。

所述第一超連續(xù)譜光源和第二超連續(xù)譜光源均為基于光纖放大器的超連續(xù)譜光源。要求第一超連續(xù)譜光源產(chǎn)生光譜范圍為1-2μm的超連續(xù)譜，第二超連續(xù)譜光源產(chǎn)生光譜范圍為2-2.5μm的超連續(xù)譜。第一超連續(xù)譜光源采用宋銳、侯靜、劉通、楊未強、陸啟生等在學(xué)術(shù)論文A hundreds of watt all-fiber near-infrared supercontinuum(數(shù)百瓦量級全光纖近紅外超連續(xù)譜，發(fā)表在Laser Physics Letters，即激光物理快報，2013年第10期，065402)中圖1所示的全光纖高功率超連續(xù)譜光源結(jié)構(gòu)，其輸出的光譜如該論文中圖3(a)所示，光譜覆蓋范圍為1-2μm。第二超連續(xù)譜光源采用殷科、朱榮臻、張斌、江天、陳勝平、侯靜等在學(xué)術(shù)論文Ultrahigh-brightness,spectrally-flat,shortwave infrared supercontinuum source for long-range atmospheric applications(遠程大氣應(yīng)用相關(guān)的超高亮度、光譜平坦型短波紅外超連續(xù)譜光源，發(fā)表在Optics Express，即光學(xué)快訊，2016年，第24卷，第18期，第20010至第20020頁)中圖4所示的超連續(xù)譜光源結(jié)構(gòu)，其輸出的光譜如該論文中圖5所示，光譜覆蓋范圍為2-2.5μm。

所述信標(biāo)光源為可見光波段光纖輸出的激光器。工作波長為380-780nm范圍內(nèi)的任意波長。所述信標(biāo)光源可以為連續(xù)波激光器，也可以為脈沖激光器。所述信標(biāo)光源的作用是，為發(fā)射模塊的調(diào)試提供指示光。

所述寬譜光纖合束器是基于石英光纖的寬譜光纖合束器，要求能夠?qū)?-2μm波段和2-2.5μm波段的超連續(xù)譜進行低損耗合束，插入損耗應(yīng)小于0.25dB。所述寬譜光纖合束器采用周航、靳愛軍、陳子倫、張斌、周旋風(fēng)、陳勝平、侯靜、陳金寶等在學(xué)術(shù)論文Combined supercontinuum source with>200W power using a 3×1broadband fiber power combiner(基于3×1寬譜光纖合束器的200瓦級超連續(xù)譜光源，發(fā)表在Optics Letters，即光學(xué)快報，2015年，第40卷，第16期，第3810至3813頁)中圖1所示的寬譜光纖功率合束器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的寬譜光纖合束器是在該論文中圖1所示的寬譜光纖功率合束器基礎(chǔ)上，對輸出纖的參數(shù)(即輸出纖纖芯直徑、纖芯的數(shù)值孔徑、拉錐比例、拉錐過渡區(qū)長度)進行優(yōu)化得到的。所述寬譜光纖合束器的輸出纖為多模光纖，輸出纖纖芯直徑為50-100μm范圍內(nèi)的任意值，纖芯的數(shù)值孔徑為0.08-0.25范圍內(nèi)的任意值；寬譜光纖合束器中光纖組束的拉錐比例滿足：拉錐完畢后，光纖組束錐腰處各根信號纖的纖芯均位于輸出纖的纖芯面積范圍內(nèi)；拉錐過渡區(qū)長度范圍為6-15mm。所述寬譜光纖合束器的輸出纖的纖芯直徑和數(shù)值孔徑須滿足對光斑的獨立散斑激光模式數(shù)M的要求，光斑的獨立散斑激光模式數(shù)M須滿足對光斑的散斑對比度C的要求。

主動高光譜成像照明應(yīng)用場合對光強均勻度有一定要求。光強均勻度一般用散斑對比度C來衡量，C的定義為光斑的光強起伏均方根值與光強平均值的比值。C越小，光斑的光強分布越均勻。研究表明，對于M個獨立散斑激光模式，光斑的散斑對比度C＝M^-1/2，即M＝C^-2。C的范圍取0≤C≤0.1。由C可以確定所述寬譜光纖合束器輸出的模式數(shù)M，而一定的模式數(shù)M則通過選擇適當(dāng)?shù)妮敵隼w的纖芯直徑和數(shù)值孔徑來實現(xiàn)。即纖芯直徑在滿足50-100μm的條件下，數(shù)值孔徑的值在滿足0.08-0.25的條件下，通過數(shù)值模擬(如利用Matlab等軟件)可得到滿足模式數(shù)M要求的值。

所述光纖端帽為基于石英玻璃的光纖端帽，要求對1-2.5μm波段的寬譜超連續(xù)譜的插入損耗小于0.3dB。光纖端帽可以增大輸出光斑的尺寸，從而減小輸出端面的功率密度，防止輸出端面損壞。所述光纖端帽采用周旋風(fēng)、陳子倫、王澤鋒、侯靜等在學(xué)術(shù)論文Monolithic fiber end cap collimator for high power free-space fiber-fiber coupling(用于高功率自由空間光纖-光纖耦合的一體化光纖端帽準(zhǔn)直器，發(fā)表在Applied Optics，即，應(yīng)用光學(xué)，2016年，第55卷，第15期，第4001至4004頁)中圖1所示的光纖端帽結(jié)構(gòu)。

所述調(diào)制控制模塊是一個數(shù)字信號發(fā)生器(即DSP)。調(diào)制控制模塊與第一超連續(xù)譜光源、第二超連續(xù)譜光源相連，外接成像光譜儀。調(diào)制控制模塊加電后不斷地分別向第一超連續(xù)譜光源、第二超連續(xù)譜光源和外部成像光譜儀發(fā)送第一電觸發(fā)信號、第二電觸發(fā)信號、第三電觸發(fā)信號。第一電觸發(fā)信號為包含多個單脈沖的脈沖簇，脈沖簇的寬度為T₁₁₁，脈沖簇的占空比為k₁，重復(fù)頻率為f₁，其中1μs≤T₁₁₁≤100ms，0.1％≤k₁≤50％。顯然有f₁＝k₁/T₁₁₁。第一電觸發(fā)信號的單脈沖的脈沖寬度范圍為1ps-10ns，占空比范圍為0.1％-10％。第一超連續(xù)譜光源接收第一電觸發(fā)信號，輸出與第一電觸發(fā)信號相同的超連續(xù)譜脈沖簇，即脈沖簇寬度為T₁₁₁，占空比為k₁。第二電觸發(fā)信號也為包含多個單脈沖的脈沖簇，脈沖簇的寬度為T₁₂₁，占空比為k₂，重復(fù)頻率為f₂。要求T₁₂₁＝T₁₁₁，k₂＝k₁，f₂＝f₁。第二電觸發(fā)信號的單脈沖的脈沖寬度范圍為1ps-10ns，占空比范圍為0.1％-10％。第二超連續(xù)譜光源接收調(diào)制控制模塊發(fā)送的第二電觸發(fā)信號，輸出與第二電觸發(fā)信號相同的超連續(xù)譜脈沖簇，即脈沖簇寬度為T₁₂₁，占空比為k₂，重復(fù)頻率為f₂。第二電觸發(fā)信號與第一電觸發(fā)信號在時序上存在時延ΔT，該時延ΔT的作用是保持第一超連續(xù)譜光源輸出的脈沖簇和第二超連續(xù)譜光源輸出的脈沖簇經(jīng)發(fā)射模塊發(fā)射時在時間上同步。0≤ΔT≤T₁₁₁/k₁。第三電觸發(fā)信號為脈沖序列，控制成像光譜儀的開啟和關(guān)閉。第三電觸發(fā)信號的脈沖寬度為T₂₂₁，占空比為k₃，重復(fù)頻率為f₃。要求T₂₂₁＜T₁₁₁，且f₃＝2×f₁，即，外部光譜儀的積分工作時間小于超連續(xù)譜脈沖簇的寬度，且外部光譜儀的積分工作頻率f₃兩倍于超連續(xù)譜輸出的脈沖簇的重復(fù)頻率f₁，這種工作方式可降低背景噪聲的影響，提升高光譜成像的信噪比。

調(diào)制控制模塊向第一超連續(xù)譜光源和第二超連續(xù)譜光源分別發(fā)送第一電觸發(fā)信號和第二電觸發(fā)信號，第一超連續(xù)譜光源和第二超連續(xù)譜光源發(fā)射光譜范圍不同的超連續(xù)譜脈沖，寬譜光纖合束器將第一超連續(xù)譜光源和第二超連續(xù)譜光源發(fā)射的超連續(xù)譜脈沖合束，光纖端帽將寬譜光纖合束器輸出的超連續(xù)譜脈沖出射至發(fā)射模塊，發(fā)射模塊對接收到的超連續(xù)譜進行擴束、調(diào)焦，將擴束、調(diào)焦后的超連續(xù)譜發(fā)射至目標(biāo)處，實現(xiàn)對目標(biāo)的均勻化照明。調(diào)制控制模塊向外接成像光譜儀發(fā)送第三電觸發(fā)信號，控制外接成像光譜儀的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)信號接收。

為進一步減小所述寬譜光纖合束器對2-2.5μm波段的插入損耗，進一步提高合束效率，可對所述寬譜光纖合束器作進一步優(yōu)化，增加寬譜光纖合束器的與第二超連續(xù)譜激光光源連接的輸入纖的纖芯直徑和數(shù)值孔徑，輸入纖的纖芯直徑范圍為50-100μm，數(shù)值孔徑范圍為0.08-0.25。由于在一定的光纖纖芯直徑和數(shù)值孔徑條件下，長波長激光的有效模場面積較大，因而，增大所述寬譜光纖合束器連接第二超連續(xù)譜激光光源的輸入纖的纖芯直徑和數(shù)值孔徑，有利于減小所述寬譜光纖功率合束器對2-2.5μm波段超連續(xù)譜的限制損耗，從而減小所述寬譜光纖功率合束器對2-2.5μm波段超連續(xù)譜的插入損耗，提高合束效率。

采用本發(fā)明可以達到以下技術(shù)效果：

本發(fā)明具有光譜范圍寬、功率水平高、均勻化照明等優(yōu)點，能滿足高光譜成像對主動照明光源在光譜寬度、工作距離、光功率密度以及照明均勻化等方面的要求，相對于傳統(tǒng)的單波長激光器光譜窄、普通寬譜光源(如白熾燈、鹵素光源等)亮度低的缺點，具有明顯的優(yōu)勢；另外，除發(fā)射模塊外，均采用全光纖結(jié)構(gòu)，可以保證系統(tǒng)較高的穩(wěn)定性，便于應(yīng)用推廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為調(diào)制控制模塊向第一超連續(xù)譜光源和第二超連續(xù)譜光源發(fā)送的電觸發(fā)信號的時序示意圖。第I列為調(diào)制控制模塊向第一超連續(xù)譜光源發(fā)送的第一電觸發(fā)信號的時序示意圖，第II列為調(diào)制控制模塊向第二超連續(xù)譜光源發(fā)送的第二電觸發(fā)信號的時序示意圖。

圖4為本發(fā)明的工作時序示意圖。第I列為調(diào)制控制模塊向第一超連續(xù)譜光源發(fā)送的第一電觸發(fā)信號的時序圖。第II列為第一超連續(xù)譜光源發(fā)射的超連續(xù)譜脈沖簇的時序圖。第III列為調(diào)制控制模塊向外部成像光譜儀發(fā)送的第三電觸發(fā)信號的時序圖。第IV列為外部成像光譜儀的工作時序圖。

具體實施方案

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的工作原理、具體結(jié)構(gòu)和實施方式作進一步的說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明由第一超連續(xù)譜光源11、第二超連續(xù)譜光源12、信標(biāo)光源13、寬譜光纖合束器14、光纖端帽15、發(fā)射模塊16、調(diào)制控制模塊17組成。第一超連續(xù)譜光源11連接寬譜光纖合束器14的第一輸入纖，第二超連續(xù)譜光源12連接寬譜光纖合束器14的第二輸入纖，信標(biāo)光源13連接寬譜光纖合束器14的第三輸入纖，寬譜光纖合束器14的輸出纖連接光纖端帽15的輸入纖。光纖端帽15的輸出端位于發(fā)射模塊16中的準(zhǔn)直鏡161的焦平面上。調(diào)制控制模塊17與第一超連續(xù)譜光源11、第二超連續(xù)譜光源12相連，并外接成像光譜儀22。調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11和第二超連續(xù)譜光源12分別發(fā)送第一電觸發(fā)信號和第二電觸發(fā)信號，第一超連續(xù)譜光源11和第二超連續(xù)譜光源12發(fā)射不同波段的超連續(xù)譜脈沖，寬譜光纖合束器14將第一超連續(xù)譜光源11和第二超連續(xù)譜光源12發(fā)射的超連續(xù)譜脈沖合束，光纖端帽15將寬譜光纖合束器14輸出的超連續(xù)譜脈沖出射至發(fā)射模塊16，發(fā)射模塊16對接收到的超連續(xù)譜進行擴束、調(diào)焦，將擴束、調(diào)焦后的超連續(xù)譜發(fā)射至目標(biāo)處，實現(xiàn)對目標(biāo)的均勻化照明。調(diào)制控制模塊17向外接成像光譜儀22發(fā)送第三電觸發(fā)信號，控制外接成像光譜儀22的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)信號接收。

圖2為本發(fā)明所述發(fā)射模塊16的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)射模塊16為離軸反射鏡組，由準(zhǔn)直鏡161、中繼鏡162、發(fā)射次鏡163和發(fā)射主鏡164組成。其中，準(zhǔn)直鏡161為凹面反射鏡，中繼鏡162為平面反射鏡，發(fā)射次鏡163為凸面反射鏡，發(fā)射主鏡164為凹面反射鏡。上述離軸反射鏡組的放置方法為：光纖端帽15的輸出端位于準(zhǔn)直鏡161的焦面上，且準(zhǔn)直鏡161能夠完全接收光纖端帽15出射的光束；前后兩面反射鏡的反射面兩兩相對，并且后一面反射鏡能夠完全接收前一面反射鏡反射的光束?？梢酝ㄟ^改變發(fā)射次鏡163和發(fā)射主鏡164之間的距離來改變出射光束的發(fā)散角和目標(biāo)處超連續(xù)譜光斑的大小。所述發(fā)射模塊采用全反射式超連續(xù)譜光源準(zhǔn)直擴束與發(fā)射系統(tǒng)，可以避免產(chǎn)生色差，以及避免透射式系統(tǒng)中透鏡材料和遮攔引起的光能量損耗，從而獲得高效率發(fā)射。超連續(xù)譜首先經(jīng)過準(zhǔn)直鏡擴束，然后通過發(fā)射次鏡和發(fā)射主鏡二級擴束后發(fā)射至目標(biāo)處。

調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11和第二超連續(xù)譜光源12分別發(fā)送的第一電觸發(fā)信號和第二電觸發(fā)信號的時序示意圖如圖3所示。圖3中第I列為調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11發(fā)送的第一電觸發(fā)信號的時序示意圖。調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11發(fā)送的第一電觸發(fā)信號為包含多個脈沖的脈沖簇，脈沖簇的寬度為T₁₁₁，占空比為k₁，重復(fù)頻率為f₁。第一超連續(xù)譜光源11接收第一電觸發(fā)信號，輸出的超連續(xù)譜脈沖簇與第一電觸發(fā)信號相同，即脈沖簇寬度為T₁₁₁，占空比為k₁，重復(fù)頻率為f₁。圖3中第II列為調(diào)制控制模塊17向第二超連續(xù)譜光源12發(fā)送的第二電觸發(fā)信號的時序示意圖。調(diào)制控制模塊向第二超連續(xù)譜光源12發(fā)送的第二電觸發(fā)信號也為包含多個脈沖的脈沖簇，脈沖簇的寬度為T₁₂₁，占空比為k₂，重復(fù)頻率為f₂。第二超連續(xù)譜光源12接收調(diào)制控制模塊17發(fā)送的第二電觸發(fā)信號，輸出的超連續(xù)譜脈沖簇與第二電觸發(fā)信號相同，即脈沖簇寬度為T₁₂₁，占空比為k₂，重復(fù)頻率為f₂。其中，T₁₂₁＝T₁₁₁，k₂＝k₁，f₂＝f₁。另外，由于第一超連續(xù)譜光源11產(chǎn)生的超連續(xù)譜脈沖簇和第二超連續(xù)譜光源12產(chǎn)生的超連續(xù)譜脈沖簇從超連續(xù)譜光源到發(fā)射模塊時所經(jīng)歷的光程不一定相同，所以兩個脈沖簇存在時間上的不同步。因而，在調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11發(fā)送的第一電觸發(fā)信號與調(diào)制控制模塊17向第二超連續(xù)譜光源12發(fā)送的第二電觸發(fā)信號之間引入時延ΔT，該時延ΔT的作用是保持第一超連續(xù)譜光源11輸出的脈沖簇和第二超連續(xù)譜光源12輸出的脈沖簇經(jīng)發(fā)射模塊16發(fā)射時在時間上同步。

下面以圖4為例，介紹本發(fā)明中利用對超連續(xù)譜光源輸出脈沖進行調(diào)制、對成像光譜儀的開啟和關(guān)閉進行調(diào)制來降低背景噪聲影響的過程，并以第一超連續(xù)譜光源11和外接成像光譜儀22的工作時序為例進行說明。如圖4所示，第I列為調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11發(fā)送的第一電觸發(fā)信號的時序圖。調(diào)制控制模塊17向第一超連續(xù)譜光源11發(fā)送的第一電觸發(fā)信號為包含多個單脈沖的脈沖簇，單脈沖的脈沖寬度范圍為1ps-10ns，占空比范圍為0.1％-10％，脈沖簇的寬度為T₁₁₁，脈沖簇的占空比為k₁，重復(fù)頻率為f₁，顯然有f₁＝k₁/T₁₁₁。第II列為第一超連續(xù)譜光源11發(fā)射的超連續(xù)譜脈沖簇的時序圖。第一超連續(xù)譜光源11接收調(diào)制控制模塊17發(fā)送的第一電觸發(fā)信號，輸出與第一電觸發(fā)信號相同的超連續(xù)譜脈沖簇，即脈沖簇寬度為T₁₁₁，占空比為k₁。第III列為調(diào)制控制模塊向外部成像光譜儀發(fā)送的第三電觸發(fā)信號的時序圖。調(diào)制控制模塊17向外部成像光譜儀22發(fā)送的第三電觸發(fā)信號的脈沖寬度為T₂₂₁，占空比為k₃，重復(fù)頻率為f₃。顯然有f₃＝k₃/T₂₂₁。要求T₂₂₁＜T₁₁₁，且f₃＝2×f₁。第IV列為外部成像光譜儀22的工作時序示意圖。外部光譜儀22的積分工作的脈沖寬度和重復(fù)頻率與調(diào)制控制模塊17向外部成像光譜儀22發(fā)送的第三電觸發(fā)信號的脈沖寬度和重復(fù)頻率相等，即，外部光譜儀22的積分工作的頻率f₃兩倍于超連續(xù)譜輸出的脈沖簇的重復(fù)頻率f₁。如第IV列，在外部光譜儀22的相鄰的兩個積分工作時間內(nèi)，分別對應(yīng)有無超連續(xù)譜脈沖簇的情況。這種工作方式可降低噪聲的影響，提升高光譜成像的信噪比。

以上僅為本發(fā)明的具體實施方式舉例，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。