棱镜色散型光谱成像仪与光栅色散型光谱成像仪成像区别

高光谱成像仪根据分光方式的不同，可以分为不同的类型，其中比较常见的就是棱镜色散型光谱成像仪与光栅色散型光谱成像仪。本文对棱镜色散型光谱成像仪与光栅色散型光谱成像仪成像区别做了介绍。

棱镜色散型光谱成像仪与光栅色散型光谱成像仪原理：

1.棱镜色散型光谱成像仪

棱镜型分光方式利用的是棱镜的色散能力来分光。使用棱镜分光，优点是结构简单，性能稳定，能量透过率高，杂散光少。缺点是单一材料的棱镜的色散是不均匀的，光谱的分辨率存在非线性，同时单棱镜还会带来谱线弯曲及色畸变。如今使用棱镜的光谱仪多数采用复合棱镜或曲面棱镜来修正色散的非均匀性，如双阿米西棱镜、Littrow棱镜、阿贝恒偏向棱镜等。

2.光栅色散型光谱成像仪

光栅型分光方式利用的是光栅衍射原理，光束经过光栅后由于衍射和干涉会在像面上形成明暗相间的条纹，这些条纹的极大位置与波长大小相关。使用光栅分光优点是结构简单、色散线性，并且由于光栅型光谱仪的光谱分辨率与狭缝宽度成反比，因此其光谱分辨率较高。缺点是光栅型光谱仪存在高阶谱线，会分散一部分能量还会对工作谱段产生干扰，同时会产生较多的杂散光。为了改进这些缺陷，如今已经开发出了新型的分光光栅如凸面光栅、凹面光栅，可以加强分光效率使结构更加简化，还有棱镜-光栅组合元件。

棱镜色散型光谱成像仪与光栅色散型光谱成像仪成像区别：

1、光栅色散型光谱成像仪，对于给定的光栅常数，不同波长的同一级主最大，除第雩极外，均不重合，并按波长次序，自第零极开始向左右两侧由短波向长波散开，构成光栅光谱。光栅色散型光谱成像仪，以无色散的零极光谱占能量最多，而且若干个各级主最大在零极主最大两侧对称分布，所以单独的每一级，尤其是高级次的光谱，光强很小，这是其缺点之一。

棱镜光谱只有按波长次序的一个单一的排列，没有级可分；实质上棱镜光谱是由棱镜对不同波长的第零极最大的不重合引起的，所以棱镜光谱是零极光谱。

2、不同波长的光谱在光栅光谱中的位置，在θ角不是很大的情况下，正比于波长，故光栅光谱又称为正比光谱，而棱镜光谱是非正比光谱。

3、光栅光谱仪最大的半角宽度角度值△θ与波长入成正比，棱镜光谱仪的最小分辨角也正比于波长。