高光譜成像儀按照分光方式可以分為哪些類型？根據(jù)分光方式光譜儀可以分為棱鏡型、光柵型、干涉型、濾光片型、計(jì)算成像型。本文對(duì)各類型做了介紹。

1.棱鏡型分光方式

利用的是棱鏡的色散能力來(lái)分光。使用棱鏡分光，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，能量透過(guò)率高，雜散光少。缺點(diǎn)是單一材料的棱鏡的色散是不均勻的，光譜的分辨率存在非線性，同時(shí)單棱鏡還會(huì)帶來(lái)譜線彎曲及色畸變。如今使用棱鏡的光譜儀多數(shù)采用復(fù)合棱鏡或曲面棱鏡來(lái)修正色散的非均勻性，如雙阿米西棱鏡、Littrow 棱鏡、阿貝恒偏向棱鏡等。

2.光柵型分光方式

利用的是光柵衍射原理，光束經(jīng)過(guò)光柵后由于衍射和干涉會(huì)在像面上形成明暗相間的條紋，這些條紋的極大位置與波長(zhǎng)大小相關(guān)。使用光柵分光優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、色散線性，并且由于光柵型光譜儀的光譜分辨率與狹縫寬度成反比，因此其光譜分辨率較高。缺點(diǎn)是光柵型光譜儀存在高階譜線，會(huì)分散一部分能量還會(huì)對(duì)工作譜段產(chǎn)生干擾，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的雜散光。為了改進(jìn)這些缺陷，如今已經(jīng)開發(fā)出了新型的分光光柵如凸面光柵、凹面光柵，可以加強(qiáng)分光效率使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，還有棱鏡-光柵組合元件。

3.濾光片型分光方式

是應(yīng)用最早的分光方式，根據(jù)濾光片只有特定的波段可以通過(guò)的原理進(jìn)行分光。這種分光方式包括多相機(jī)式、濾光片輪式、線性漸變?yōu)V光片式、楔形濾光片式和可調(diào)諧濾光片式等。

4.干涉型光譜儀

利用相干成像先得到目標(biāo)的干涉圖像，再由此圖像獲得物體上特征點(diǎn)的干涉曲線，最后通過(guò)逆傅里葉變換計(jì)算出所有特征點(diǎn)的譜段曲線，再加上一個(gè)維度的掃描即可得到完整的三維數(shù)據(jù)立方體。干涉型光譜儀包括時(shí)間調(diào)制型干涉、空間調(diào)制型干涉和時(shí)空混合調(diào)制型干涉。

5.計(jì)算層析成像型光譜儀

通過(guò)將目標(biāo)的三維數(shù)據(jù)立方體從不同方向投影到二維面陣探測(cè)器上，然后將這些投影圖像利用層析算法重構(gòu)而得到目標(biāo)的數(shù)據(jù)立方體，即目標(biāo)的光譜圖像。計(jì)算層析型光譜儀一般采用凝視式工作方式，能夠探測(cè)位置和光譜特性不斷變換的目標(biāo)的光譜信息，但由于CCD探測(cè)器和色散元件的制約，此類光譜成像技術(shù)的成本過(guò)高。