什么是色散型光譜成像儀？色散型光譜成像儀是利用特定的色散元件，也叫作分光元件，在連續(xù)譜段上得到同一目標(biāo)的直接光譜。一般常見的色散元件包括棱鏡和光柵。那么，色散型光譜成像儀的工作原理是怎樣的？本文對(duì)此做了介紹。

什么是色散型光譜成像儀？

色散型光譜成像儀利用特定的色散元件，也叫作分光元件，在連續(xù)譜段上得到同一目標(biāo)的直接光譜。一般常見的色散元件包括棱鏡和光柵。棱鏡分光的機(jī)理是基于棱鏡材料的光折射率隨著波長(zhǎng)而變化。根據(jù)幾何光學(xué)，入射光線和經(jīng)過棱鏡的出射光線之間的夾角稱為偏向角。

上圖為棱鏡對(duì)單色光的折射原理圖，其中i1表示入射角，i2表示出射角，θ表示偏向角；光柵分光是基于光柵每個(gè)縫對(duì)光線的衍射和縫間的干涉所產(chǎn)生。

上圖表示閃耀光柵對(duì)單色光的反射原理，其中i1表示入射角，i2表示出射角，b表示光柵常數(shù)。下面詳細(xì)介紹棱鏡色散型光譜成像儀和光柵色散型光譜成像儀原理。

棱鏡色散型光譜成像儀的原理：

搖掃式棱鏡色散型光譜成像儀和推掃式棱鏡色散型光譜成像儀的成像原理如下圖所示。此類光譜成像儀由七部分組成，分別是指向鏡、望遠(yuǎn)鏡物鏡、狹縫、準(zhǔn)直鏡、棱鏡、成像鏡和探測(cè)器。其中搖掃式是采用機(jī)械掃描反射鏡沿平臺(tái)穿軌跡方向掃描，每個(gè)地面分辨率的輻射依次進(jìn)入光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)望遠(yuǎn)鏡物鏡后成像于狹縫處，狹縫后的準(zhǔn)直鏡使得通過狹縫的光平行射向色散元件。棱鏡作為色散元件將像元的輻射按照特定的光譜間隔實(shí)行色散，向不同的角度偏斜，從而使通過狹縫的光變成扇形單色平行光，成像鏡將它們會(huì)聚于其焦面上的線陣探測(cè)器單元上，形成光譜面。線陣探測(cè)器的元數(shù)，即是像元分光光譜波段的個(gè)數(shù)。提取線陣探測(cè)器的輸出值，即為地面分辨率的光譜信息。結(jié)合平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和掃描反射鏡的掃描，得到目標(biāo)的兩維空間信息和一維光譜信息。

推掃式與搖掃式不同的是它采用面陣探測(cè)器。因此，在穿軌方向面陣探測(cè)器在光譜方向上一維探測(cè)器元數(shù)，接收相應(yīng)數(shù)目的的一行地面分辯元的輻射，被分光之后在探測(cè)器的空間方向一維單元上。因此，面陣探測(cè)器同時(shí)可以獲得一維光譜信息和一維空間信息，通過平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)獲得另一維空間信息。指向鏡起到擴(kuò)大視場(chǎng)的作用。