高光譜成像儀作為精密的光學(xué)儀器，它融合了傳統(tǒng)的成像和光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以同時(shí)獲取被檢測(cè)物體的空間信息和光譜信息，具有圖譜合一的特點(diǎn)。其根據(jù)分光方式的不同，可以分為干涉型、濾光片型和色散型等不同的類型。本文對(duì)高光譜成像儀分光方式的類型做了介紹，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！

干涉型光譜成像技術(shù)：

干涉型成像光譜技術(shù)通過(guò)干涉儀探測(cè)目標(biāo)的干涉圖并利用傅里葉變換計(jì)算獲得光譜信息，它起源于上世紀(jì)80年代末，其通過(guò)結(jié)合雙光束干涉技術(shù)與望遠(yuǎn)成像技術(shù)，利用干涉圖與像元輻射譜的傅里葉變換關(guān)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的干涉圖進(jìn)行處理得到目標(biāo)的光譜信息，所以又名為傅里葉變換成像光譜儀。

干涉型光譜成像技術(shù)根據(jù)干涉圖獲取方式的不同，可以分為時(shí)間調(diào)制型、空間調(diào)制型以及時(shí)空混合調(diào)制型。時(shí)間調(diào)制型光譜成像技術(shù)采用的是Michelson干涉原理，如下圖所示，通過(guò)動(dòng)鏡掃描獲得目標(biāo)物體的干涉信息。

空間調(diào)制型成像光譜儀獲取干涉圖的原理采用的是剪切干涉與楊氏雙縫干涉原理相結(jié)合，其采用三角共光路干涉成像系統(tǒng)，如下圖所示，由于狹縫的存在，不需要?jiǎng)隅R掃描即可獲取目標(biāo)的干涉圖信息，又稱為靜態(tài)干涉成像光譜儀。

時(shí)空聯(lián)合調(diào)制聯(lián)合調(diào)制型傅里葉變換成像光譜儀是基于像面干涉成像原理，獲得的是經(jīng)干涉圖調(diào)制后的目標(biāo)物體的全景圖像。

色散型光譜成像技術(shù)：

色散型光譜成像技術(shù)一般先通過(guò)棱鏡或者光柵分光，然后被成像系統(tǒng)成像在探測(cè)器上，色散型成像光譜儀獲取光譜的方式是通過(guò)光柵或者棱鏡的分光來(lái)實(shí)現(xiàn)。其工作原理為：地面目標(biāo)物體發(fā)出的光經(jīng)前置成像系統(tǒng)后，成像在狹縫處。然后經(jīng)過(guò)色散元件分光之后由后置成像系統(tǒng)成像在探測(cè)器上，從而獲得關(guān)于目標(biāo)物體各個(gè)譜段的信息。棱鏡是根據(jù)光頻率不同在介質(zhì)傳播速度不同而實(shí)現(xiàn)分光的；光柵則是通過(guò)衍射原理將復(fù)色光分散。兩者分光原理不相同，存在各自特點(diǎn)，具體如下：

光柵：優(yōu)點(diǎn)：線性度高、有效孔徑大；色散率高、重量輕。缺點(diǎn)：譜線彎曲、多級(jí)衍射干擾；光譜范圍較小、能量損失較大。

棱鏡：優(yōu)點(diǎn)：雜光少、光譜范圍寬；能量利用率高。缺點(diǎn)：譜線彎曲、色散非線性、色散率低；有效孔徑大較小、體積大。

色散型成像光譜儀的光譜分辨率是與狹縫寬度有直接關(guān)系的，狹縫寬度越小，獲得光譜越精細(xì)，即其光譜分辨率越高。但系統(tǒng)所獲得的光通量隨狹縫寬度減小而降低，在探測(cè)過(guò)程中一些微弱信號(hào)就有可能會(huì)被湮沒(méi)。由于色散型成像光譜儀具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，因此在成像光譜儀的發(fā)展歷程中，是最早進(jìn)入工程應(yīng)用的成像光譜儀。目前這種類型的成像光譜儀的相關(guān)技術(shù)比較成熟，在早期的航空和航天中的成像光譜儀中大多都采用了此類技術(shù)。在色散型成像光譜儀中，光通量和光譜分辨率之間的矛盾關(guān)系導(dǎo)致了色散型成像光譜儀在探測(cè)可見(jiàn)和紅外弱輻射方面存在比較大的困難。

濾光片型光譜成像技術(shù)：

濾光片型成像光譜技術(shù)是在成像系統(tǒng)中加入濾光片分光，與其相比色散型和干涉型成像光譜技術(shù)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。濾光片型光譜成像技術(shù)可細(xì)分為多相機(jī)加濾光片式、單相機(jī)加濾光片輪式、單面陣CCD加濾光片式等，前兩者由于多個(gè)相機(jī)的存在以及濾光片輪的布置，導(dǎo)致整個(gè)光譜成像系統(tǒng)質(zhì)量和體積增大。

濾光片型成像光譜儀按照濾光片的不同，濾光片成像光譜儀主要可以分為一下三種類型：旋轉(zhuǎn)濾光片型成像光譜儀、楔形濾光片型成像光譜儀和可調(diào)諧濾光片型成像光譜儀。

旋轉(zhuǎn)濾光片型成像光譜儀分光主要是通過(guò)旋轉(zhuǎn)濾光片輪實(shí)現(xiàn)，即一組不同波長(zhǎng)的濾光片組成輪子，然后依靠輪子旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)光譜圖的獲取。

可調(diào)諧濾光片成像光譜儀是通過(guò)可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)分光，該成像光譜儀的研制方面，可調(diào)諧濾光片是一種特殊的物理材料，按照調(diào)節(jié)方式的不同可以分為兩類：聲光可調(diào)諧濾光片，液晶可調(diào)諧濾光片。

楔形濾光片型成像光譜儀核心結(jié)構(gòu)是在系統(tǒng)所使用焦平面探測(cè)器的前面耦合的楔形濾光片，該楔形濾光片可以隨位置不同透過(guò)波長(zhǎng)不同。該成像光譜儀采用面陣探測(cè)器，在一次曝光的時(shí)間里可以獲得一組不同波長(zhǎng)和不同位置的高光譜圖像，通過(guò)推掃可獲得整個(gè)成像光譜儀的數(shù)據(jù)立方體。