Los equipos de imágenes de observación de la Tierra desde el espacio proporcionan datos para varios usos. Imágenes de longitud de onda a una gran distancia de la superficie de la Tierra es la idea básica detrás de la observación visual de la Tierra. Este método utiliza información del espectro electromagnético para brindar conocimiento único a escala global.
filtros ópticos Casi siempre son necesarios cuando se requiere detección visual. Ayuda a los sistemas ópticos a transmitir una señal fuerte y clara al detector o dispositivo de imágenes sin ruido de fondo óptico no deseado al proporcionar más señales con menos fondo.
¿Por qué es importante la ventana atmosférica en el diseño de filtros ópticos?
La opacidad de la atmósfera terrestre varía con la longitud de onda. Desde casi cero hasta una transparencia casi total, la transparencia de la atmósfera a la radiación electromagnética emitida desde la superficie de la Tierra varía mucho.
Crédito de la imagen: Tecnologías espectrales de Iridian
rango de longitud de onda de ventana de la atmosfera Las observaciones de la Tierra son de aproximadamente 300 nanómetros y 15 micrómetros de ancho, cubriendo principalmente el espectro visible y algunas longitudes de onda infrarrojas.
La capacidad de detectar emisiones desde la superficie o la atmósfera de la Tierra depende de las propiedades de transmisión electromagnética de la atmósfera. Por ejemplo, la absorción atmosférica hace que la banda espectral entre 6 y 8 µm sea considerablemente opaca. Un factor clave en el diseño de filtros ópticos es el sistema espectral de interés.
El diseñador visual propondrá soluciones que satisfagan las necesidades funcionales específicas del usuario. Este proceso gira en torno a la región espectral de interés.
Las opciones de banda única, los filtros multiespectrales y las imágenes panorámicas, que recopilan datos de todo el espectro visible, son algunos de los muchos filtros ópticos disponibles para diferentes casos de uso. Este artículo considerará la detección de banda única y multibanda para proporcionar una descripción general rápida del diseño de filtros ópticos para la observación de la Tierra.
¿Detección monobanda o multibanda?
Solo se requiere una región espectral para la detección de señales en algunas aplicaciones de observación de la Tierra. Para estos usos, los filtros de paso de banda única a menudo son suficientes, con opciones que varían según la firma espectral de la transmisión que los usuarios pretenden monitorear.
Los diseñadores ópticos pueden recomendar un filtro de línea estrecha o un filtro de banda de paso más amplio. Sin embargo, no existe una solución única para todos. Surgen desafíos de diseño adicionales, por ejemplo, cuando los detectores de diferentes tamaños requieren filtros de diferentes dimensiones.
La ventana de detección espectral a través de filtros de formato más grande debe ser muy uniforme porque las diferencias en el grosor de la capa pueden causar rápidamente grandes cambios de longitud de onda y generar resultados inexactos en los datos de observación de la Tierra.
En otras circunstancias, la observación de la Tierra requeriría la detección simultánea de múltiples líneas espectrales para extraer la mayor cantidad de datos del único instrumento del satélite.
Dadas las limitaciones de peso y tamaño de los equipos satelitales y las dificultades para sobrevivir en el duro entorno espacial, la combinación de múltiples filtros de banda óptica en una matriz de filtros multiárea es un enfoque increíblemente práctico.
Este método permite la conversión de un solo detector en un sistema de imágenes multiespectrales. La base de la idea es diferentes bandas de filtrado selectivo de longitud de onda alineadas con rangos de píxeles del detector específicos. El dispositivo de imágenes se convierte en un espectrómetro en miniatura sin partes móviles.
Filtros de control de tierra
Iridian ofrece potentes filtros multiárea y de banda única probados en el espacio para Observación de la Tierra. Los filtros de paso de banda únicos de diferentes regiones se combinan para formar filtros multizona. Para los filtros multizona, se utilizan dos técnicas de fabricación: ensamblaje de bloques de carnicero y ensamblaje monolítico estampado litográficamente.
Ambos tienen sus propias ventajas. Sin embargo, las necesidades de cada usuario siempre determinarán si son adecuados para las aplicaciones de observación de la Tierra.
Esta información se obtuvo, revisó y adaptó a partir de materiales proporcionados por Iridian Spectral Technologies.
Para obtener más información sobre este recurso, visite Tecnologías espectrales iridianas.
