快照式高光譜相機(jī)主要的實(shí)現(xiàn)方式是將目標(biāo)物體的三維數(shù)據(jù)立方體以降維的方式呈現(xiàn)在探測(cè)器上，然后再利用重建算法將探測(cè)器上得到的數(shù)據(jù)還原成目標(biāo)物體的空間和光譜信息。本文主要介紹了快照式高光譜相機(jī)的光路結(jié)構(gòu)。

目前，快照式高光譜相機(jī)研究的萬問王要有計(jì)算光譜成像、基于微透鏡陣列以及計(jì)算層析型高光譜成像等三大類。

基于計(jì)算層析成像光譜技術(shù)的快照式高光譜相機(jī)的光路結(jié)構(gòu)如圖所示。該結(jié)構(gòu)由前置成像系統(tǒng)（包括成像鏡頭、視場(chǎng)光闌等）、準(zhǔn)直系統(tǒng)、分光系統(tǒng)以及再成像系統(tǒng)（包括再成像鏡頭、探測(cè)器等）等四部分組成。

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快照式高光譜相機(jī)的光路結(jié)構(gòu)

圖中，視場(chǎng)光闌設(shè)有兩種形式，分別是狹縫和方孔；視場(chǎng)光闌限制進(jìn)入后續(xù)光路的光束范圍，控制可以成像的目標(biāo)物體的范圍；其通過成像鏡頭與目標(biāo)物體成物像共扼關(guān)系，準(zhǔn)直透鏡與衍射光柵距離盡量靠近，以使后續(xù)光路能夠高效地收集到經(jīng)過衍射光柵后分散的光束。探測(cè)器通過準(zhǔn)直透鏡、再成像鏡頭與視場(chǎng)光闌成物像共輒關(guān)系。

視場(chǎng)光闌置于成像鏡頭與準(zhǔn)直透鏡的焦平面處，目標(biāo)物體的光線通過成像鏡頭在視場(chǎng)光闌（狹縫或方孔）處成縮小的像；到達(dá)視場(chǎng)光闌處的光線經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直；準(zhǔn)直后的光線經(jīng)過特定衍射光柵發(fā)生衍射，使得不同波長(zhǎng)的光束按一定的規(guī)律散射到不同的方向上；探測(cè)器置于再成像鏡頭的焦平面處，發(fā)生衍射以及未發(fā)生衍射的光線通過再成像鏡頭會(huì)聚到探測(cè)器上，完成數(shù)據(jù)采集。