Offner imaging spectrometers

Abstract

ABSTRACT:A hyperspectral sensor or imaging spectrometer is a device that collects spatial and spectral information in hundreds of contiguous and closely spectral bands. Hyperspectral imagers have many applications in several areas such as agriculture, geology, oceanography, forestry, medicine, colorimetry, security, military and others. Most of the existing hyperspectral systems were developed considering satellite or high altitude flying aircrafts applications. However, the specific development of these technologies allows their use in many other less expensive applications. In this context, the work presented in this thesis allows building high quality and low cost Offner imaging spectrometers. Rapid and efficient methods were used for the design, assembly and characterization of this type of spectrometers. Two laboratory setups developed from analytical model-based designs have been assembled showing high spectral and spatial resolutions and low distortions without specific aberrations corrected gratings nor non-spherical elements.Key words: Imaging spectrometry, Offner spectrometer, Optical design. RESUMEN:Un sensor hiperespectral o espectrómetro de imagen es un dispositivo que recoge información espacial y espectral en cientos de bandas contiguas y espectralmente estrechas. Los sensores hiperespectrales tienen muchas aplicaciones en diversas áreas como agricultura, geología, oceanografía, silvicultura, medicina, colorimetría, seguridad o aplicaciones militares entre otras. La mayor parte de los equipos hiperespectrales existentes fueron construidos pensando en aplicaciones desde satélites y/o aviones sobrevolando a gran altitud. No obstante, el desarrollo específico de estas tecnologías permite su uso en muchas otras aplicaciones con menor presupuesto. En este contexto, el trabajo presentado en esta de tesis doctoral permite la construcción de espectrómetros de imágenes Offner de alta calidad y bajo coste mediante métodos rápidos y eficientes de diseño, montaje y caracterización. Se han realizado dos montajes de laboratorio a partir de diseños basados en modelos analíticos mostrando unas altas resoluciones espectrales y espaciales y bajas distorsiones sin el uso de redes de difracción corregidas en aberraciones ni de elementos asféricos.Palabras clave: Espectrometría de imagen, Espectrómetro Offner, Diseño óptico. REFERENCES AND LINKS / REFERENCIAS Y ENLACES[1] A. F. H. Goetz, "Three decades of hyperspectral remote sensing of the earth: A personal view," Remote Sens. Environ., 113, S5-S16 (2009).

An Airborne Offner Imaging Hyperspectrometer with Radially-Fastened Primary Elements

“…However, with the diffraction grating introducing changes in the angles of light propagation, off-axis aberrations ceased to be fully compensated for. There are quite a few publications dealing with different ways of reducing the level of off-axis aberrations [ 3 , 4 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 ].…”