高光譜成像儀作為一種精密的光學(xué)儀器，可以對樣品進(jìn)行無損檢測，并獲得樣品的光譜信息和圖像信息，對樣品進(jìn)行定性與定量的分析。其按照分光方式的不同，可以分為不同的類型，常見的有色散型、干涉型及濾光片型。本文對色散型分光高光譜成像儀及優(yōu)缺點(diǎn)作了介紹。

色散型分光高光譜成像儀原理：

色散型分光是發(fā)展成熟的早期分光技術(shù)，其核心分光元件普遍采用棱鏡或者光柵，系統(tǒng)入射輻射經(jīng)準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直后，利用光柵或棱鏡等色散元件將來自于目標(biāo)區(qū)域少量空間區(qū)域（如單次成像為一行目標(biāo)）內(nèi)的光按照波段進(jìn)行分離及采樣，高光譜數(shù)據(jù)中的空間信息（二維信息）及光譜信息（一維信息）以推掃形式獲取，最終實現(xiàn)完整的高光譜數(shù)據(jù)采集。

棱鏡分光的原理是通過非同波段的光在傳播過程經(jīng)過介質(zhì)的折射率不同，將波長分開，該系統(tǒng)中的狹縫起到視場光闌的作用，進(jìn)入該系統(tǒng)的光經(jīng)狹縫傳播至準(zhǔn)直物鏡的焦面上，然后通過色散棱鏡分成不同波譜的光，最終光譜信息匯聚到探測器的不同空間位置上。下圖（a）為棱鏡分光原理圖。

光柵分光是基于光的衍射、干涉特性將進(jìn)入系統(tǒng)的光束分離為不同波長，其分光原理與棱鏡分光基本相似，區(qū)別僅在分光器件的差異性。在下圖（a）使用三棱鏡，圖（b）中采用平面光柵，相比之下，后者是現(xiàn)階段成像系統(tǒng)中最為主流的分光技術(shù)。

針對色散型光譜儀，以上所提兩種不同元件的分光方式都有著一定的局限性，即系統(tǒng)的光譜分辨率和空間分辨率相互影響。對于該類型的光譜儀系統(tǒng)，其空間分辨率受限于系統(tǒng)前端的狹縫寬度。當(dāng)所使用的探測器確定后，其像元參數(shù)有與之對應(yīng)的狹縫寬度。對于已定的空間分辨率，光譜分辨率的要求與分光元件的工藝參數(shù)（如線色散范圍）要求成正比。另一方面，系統(tǒng)前端的狹縫結(jié)構(gòu)也在某種程度上也限制了其光通量。

色散型分光高光譜成像儀優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）優(yōu)勢：光譜分辨率高；光能利用率高。

（2）劣勢：結(jié)構(gòu)復(fù)雜；定標(biāo)復(fù)雜。