6.4.2. Приборы с двойным пространственным кодированием.

Логическим развитием идеи о применении пространственного кодирования в выходной фокальной плоскости классического спектрометра является предложение осуществить кодирование как на входе, так и на выходе прибора [35]. Щель в этом случае заменяется на вторую маску. Она может быть двумерной и содержать элементов. Пусть на выходе спектрометра также стоит двумерная макса из элементов. Произведя измерений, мы получаем возможность охарактеризовать исследуемый источник с совершенно необычной полнотой. С помощью элементов, например, можно определить пространственное распределение яркости источника в спектральных составляющих, а параметр при этом использовать для описания состояния поляризации излучения.

Вот перечень задач, на которые можно получить ответ, разрешив соответствующую систему уравнений;

1. Найти суммарную яркость элементов изображения объекта. «Лишняя» информация о спектре и состоянии поляризации устраняется. За счет этого возрастает отношение сигнал/шум в изображении. Это увеличение составляет приблизительно раз.

2. Найти интегральный спектр объекта. При решении этой задачи нас не интересует пространственное распределение и поляризация излучения. Ответом является средняя яркость составляющих спектра. По сравнению с обычным монохроматором, площадь щели которого равна площади одного элемента, разрешаемого данным устройством, увеличение отношения сигнал/шум должно быть порядка .

3. Построить изображений объекта в свете с различными длинами волн. Разрешается элементов в каждом изображении.

4. Получить «частичное» пространственное разрешение спектра (или изображения), построив спектр для любой из полосок или других участков изображения, и т. д.

Важно отметить, что после выполнения измерений экспериментатор хранит полный комплект данных в форме отсчетов. От него самого (от сформулированной им программы) будет зависеть, в каком виде выдается информация.

Первым практическим осуществлением такого прибора явился спектрометр, позволяющий разрешить 63 пространственных элемента и 15 спектральных интервалов [36]. Поскольку задача извлечения информации от поляризации не ставилась, на входе спектрометра стояла не двумерная, а одномерная маска. Двумерная стояла только в выходной фокальной плоскости. Обе маски показаны на рис. 6.9, схема действия прибора приведена на рис. 6.10.

а	б
Рис. 6.9

Рис. 6.10

Излучение от объекта 1 фокусируется конденсорной системой 2 на двумерную маску 3. Затем излучение попадает в спектральный прибор 4, разворачивающий по углам изображения объекта, пространственно модулированные маской 3 и полученные в свете с различными длинами волн. На выходе спектрального прибора помещена одномерная маска 5. Прошедшее через нее излучение с помощью объектива 6 собирается на фотоприемник 7. Образованный в нем при каждом взаимном расположении двух масок сигнал запоминается и затем обрабатывается компьютером.

Наличие возможности соотнесения полученных спектров разным точкам пространства открывает перспективы одновременного исследования нескольких (многих) образцов, или источников излучения. Реализация подобной возможности в литературе пока мне не встречалась, но отсюда не следует, что ее нет.

Приборы с двойным кодированием во входной и выходной фокальной плоскости спектрометра делают пока первые шаги. Ближайшее будущее покажет, насколько они перспективны и в каком направлении пойдет их дальнейшее развитие. Подобные системы уже используются астрономами при построении изображений в ВУФ и рентгеновском излучении, пока – только для формирования изображений, но не для исследования спектров.