高光谱成像仪的组成和成像原理

高光谱成像仪作为高精度的仪器，可以采集样品的光谱信息和图像信息，对样本进行定量与定性的分析，因此在不同的行业有着广泛的应用。本文对高光谱成像仪的组成及成像原理做了介绍。

高光谱成像仪的成像技术通常有两种方法。一种是基于滤波片的高光谱成像系统。该方法采用的成像装置主要由CCD摄像头和滤波片组成。常用的滤波片有窄带滤波片、液晶可调试滤镜和声光可调试滤镜等。通过连续采集一系列波段下的目标二维图像，波段序列构建成一个三维图像立方体。

另一种是基于图像光谱仪的高光谱图像系统。成像装置主要有透镜、CCD摄像头和图像光谱仪组成，如下图所示。

图像光谱仪主要是棱镜-光栅-棱镜光学组件组成，同时配备有狭缝，满足单一时间采集目标的一条狭小条带。这种图像系统采用“扫帚式”成像方法：当检测对象以固定的速度垂直于成像仪光学主轴平面移动，检测对象中平行于狭缝的一条窄带在光源的照射下，反射光束通过透镜进入成像谱仪，通过狭缝后进入分光光学组件，被色散后投射到成像仪尾端的CCD敏感元件，从而使线状反射窄带光束经过色散后形成连续波段光的多条平行反射强度线。因此，随着检测对象的移动，对象表面的条带被成像后存储，从而实现对整个目标的成像。