vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2025.1(139).69-81vestnovsu-362Research ArticleСИСТЕМЫ, СЕТИ И УСТРОЙСТВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙTELECOMMUNICATION SYSTEMS, NETWORKS, AND DEVICESКомпьютерное моделирование одномодового режима работы гиперспектральной системы на базе интерферометра Фабри-Перо и трехканального матричного фотоприемникаComputer simulation of singlemode of operation of a hyperspectral system based on the Fabry-Perot interferometer and a three-channel matrix sensorhttps://orcid.org/0009-0003-1585-6792ГареевВ. М.GareevV. M.

Гареев Владимир Михайлович – кандидат технических наук, доцент, заведующий лабораторией Техническое зрение

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Vladimir.Gareev@novsu.ruhttps://orcid.org/0009-0007-1392-2169ГареевМ. В.GareevM. V.

Гареев Михаил Владимирович – ведущий инженер лаборатории Техническое зрение

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Mikhail.Gareev@novsu.ruhttps://orcid.org/0009-0005-3177-2040КорнышевН. П.KornyshevN. P.

Корнышев Николай Петрович – доктор технических наук, доцент, профессор

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Nikolai.Kornishev@novsu.ruhttps://orcid.org/0009-0000-5994-5090СеребряковД. А.SerebryakovD. A.

Серебряков Дмитрий Александрович – ассистент

Великий Новгород

Veliky Novgorod

s231099@std.novsu.ruНовгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоРоссияYaroslav-the-Wise Novgorod State UniversityRussian Federation20250406202501(139)6981Copyright © Гареев В.М., Гареев М.В., Корнышев Н.П., Серебряков Д.А., 20252025Гареев В.М., Гареев М.В., Корнышев Н.П., Серебряков Д.А.Gareev V.M., Gareev M.V., Kornyshev N.P., Serebryakov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/362

В статье рассматриваются вопросы построения гиперспектральных систем на базе интерферометра Фабри-Перо с использованием матричных фотоприемников, позволяющих при сканировании регистрировать изображения, получаемые от заданной моды. Рассматриваются вопросы расширения диапазона сканирования в одномодовом режиме путем комбинирования светофильтров с широкими зонами регистрации и узкоспектральных зон регистрации, формируемых интерферометром Фабри-Перо. Детально рассматриваются параметры сканирования для нескольких вариантов реализации одномодового режима работы с использованием различных порядков интерференции, обсуждаются результаты их компьютерного моделирования и даются рекомендации по их применению. В статье также подробно рассматриваются вопросы размещения спектральных изображений в оперативном запоминающем устройстве в процессе сканирования при использовании трехканального матричного фотоприемника видимого диапазона спектра. Приводятся соответствующие таблицы, показывающие последовательность размещения спектральных изображений в синем, зеленом и красном каналах от нижней до верхней границы диапазона сканирования.

 

The article discusses the construction of hyperspectral systems based on the Fabry-Perot interferometer using matrix sensor that allow scanning to register images obtained from a given mode. The issues of expanding the scanning range in single-mode mode by combining light filters with wide detection zones and narrow-spectral detection zones formed by the Fabry-Perot interferometer are considered. The scanning parameters for several variants of single-mode operation using different interference orders are considered in detail, the results of their computer simulation are discussed, and recommendations for their application are given. The article also discusses in detail the issues of placing spectral images in RAM during the scanning process using a three-channel matrix sensor of the visible range of the spectrum. The corresponding tables showing the sequence of spectral images are given.

 

гиперспектральные системыинтерферометр Фабри-Пероматричный фотоприемникhyperspectral systemsFabry-Perot interferometermatrix sensorReferencesЧесноков В. В., Чесноков Д. В., Кочкарев Д. В., Никулин Д. М., Шергин С. Л. Гиперспектральные видеоанализаторы на основе электроуправляемых интерферометров Фабри-Перо // Сборник материалов Международной научной конференции «СибОптика-2015» (Интерэкспо ГЕО-Сибирь), 13–25 апреля 2015 г., Новосибирск, в 3 т. Т. 1. Новосибирск: СГУГиТ, 2015. 3–11.Chesnokov V. V., Chesnokov D. V., Kochkarev D. V., Nikulin D. M., Shergin S. L. The hyperspectral video analyzer on base of electric driven Fabry-Perot interferometer // Proceedings of the International Scientific Conference "SibOptics-2015" (Interexpo GEO-Siberia), April 13–25, 2015, Novosibirsk, in 3 volumes. Vol. 1. Novosibirsk: SGUGiT, 2015. 3–11. (In Russian).Zucco M., Pisani M., Caricato V., Egidi A. A hyperspectral imager based on a Fabry-Perot interferometer with dielectric mirrors // Optics Express. 2014. 22 (2). 1824–1834. DOI: 10.1364/OE.22.001824Zucco M., Pisani M., Caricato V., Egidi A. A hyperspectral imager based on a Fabry-Perot interferometer with dielectric mirrors // Optics Express. 2014. 22 (2). 1824–1834. DOI: 10.1364/OE.22.001824Nissim R. R., Learmonth T., Hsu M., Finkelstein H. Patent US N 10,323,985 B2 from CPC GO1J 3/45; GO1J 3/0297; GO1J 9/0246; GO2B 26/001; GO2B 26/29358; GO2B 5/284; GO6K 2009/00644; GO6K 2009/4657; GO6T 2207/1–36; GO1B 9/02072; G01B 9/02074; USP 336/453. Signal processing for tunable Fabry–Perot interferometer based hyperspectral imaging: No. 62/419,816: appl. 09.11.2016: publ. 18.06.2019 / applicant TruTag Technologies, Inc., Kapolei, HI (USA). 14 p.Nissim R. R., Learmonth T., Hsu M., Finkelstein H. Patent US N 10,323,985 B2 from CPC GO1J 3/45; GO1J 3/0297; GO1J 9/0246; GO2B 26/001; GO2B 26/29358; GO2B 5/284; GO6K 2009/00644; GO6K 2009/4657; GO6T 2207/1–36; GO1B 9/02072; G01B 9/02074; USP 336/453. Signal processing for tunable Fabry–Perot interferometer based hyperspectral imaging: No. 62/419,816: appl. 09.11.2016: publ. 18.06.2019 / applicant TruTag Technologies, Inc., Kapolei, HI (USA). 14 p.Хорохоров А. М., Ивашкина Е. С., Гурылева А. В. Патент № 2801836 C1 Российская Федерация, МПК G01J 3/02, G01N 21/25. Быстродействующий гиперспектрометр с управляемым спектральным фильтром: № 2022131265: заявл. 30.11.2022: опубл. 16.08.2023 / заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана».Khorokhorov A. M., Ivashkina E. S., Guryleva A. V. Patent No. 2801836 C1 Russian Federation, IPC G01J 3/02, G01N 21/25. Fast hyperspectrometer with controlled spectral filter: No. 2022131265: appl. 11.30.2022: publ. 08.16.2023 / applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Bauman Moscow State Technical University". (In Russian).Гурылева А. В., Хорохоров А. М., Ширанков А. Ф., Введенский В. В. Патент № 2716454 C1 Российская Федерация, МПК G01J 3/02, G01J 3/28, G01J 3/51. Гиперспектрометр с повышенной спектральной разрешающей способностью: № 2019110363: заявл. 08.04.2019: опубл. 11.03.2020.Guryleva A. V., Khorokhorov A. M., Shirankov A. F., Vvedenskij V. V. Patent No. 2716454 C1 Russian Federation, IPC G01J 3/02, G01J 3/28, G01J 3/51. Hyperspectrometer with higher spectral resolution: No. 2019110363: appl. 04.08.2019: publ. 03.11.2020. (In Russian).Гареев В. М., Гареев М. В., Лебединский Н. И., Корнышев Н. П., Серебряков Д. А. Гиперспектральная система видимого диапазона на базе интерферометра Фабри–Перо // Вестник НовГУ. 2022. 3 (128). 78–83. DOI: 10.34680/2076-8052.2022.3(128).78-83Gareev V. M., Gareev M. V., Lebedinsky N. I., Kornyshev N. P., Serebryakov D. A. Hyperspectral visible range system based on the Fabry-Pérot interferometer // Vestnik NovSU. 2022. 3 (128). 78–83. DOI: 10.34680/2076-8052.2022.3(128).78-83 (In Russian).Серебряков Д. А., Гареев В. М., Гареев М. В., Корнышев Н. П. Особенности формирования изображений в гиперспектральной системе на базе интерферометра Фабри–Перо // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2023. 1. 128–132.Serebrjakov D. A., Gareev V. M., Gareev M. V., Kornyshev N. P. Features of image formation in a hyperspectral system based on the Fabry–Perot interferometer // Radio electronics issues. Series: Television Technology. 2023. 1. 128–132. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.