高光谱成像仪分光元件之色散棱镜型分光

高光谱成像仪中最重要的一个组成部分就是分光元件，负责将光束根据不同波长分成不同的谱段，根据接收到的光谱成像信息，分析得到物体的光谱特性。本文对高光谱成像仪分光元件之色散棱镜性分光的原理及特点做了介绍。

色散棱镜型分光原理：

色散型分光常用的结构有棱镜型分光元件和光栅型分光元件。棱镜型分光元件最早出现，1665年牛顿偶然间发现了光的色散现象，为了印证这一自然现象，牛顿在密室中搭建了一个简易的光学系统，令一束自然光通过一块玻璃棱镜，在后面的白布上出现了规律分布的彩色光谱。下如图为一典型棱镜色散系统，光线通过狭缝后，经过准直系统产生平行光，平行非单色光经过三角棱镜两次折射产生不同大小的偏向角，不同波长的光线折射后的方向不同，经过会聚透镜后在探测器上形成不同波长的光谱，从而达到色散的目的。

色散棱镜型分光的特点：

棱镜的色散能力与材料的折射率、顶角的角度有关，当受限制于某些波长时，棱镜的分光能力会大大降低；将三角棱镜作为分光元件的光谱仪存在着光谱的非线性严重且谱线弯曲非常大，影响了成像质量。在棱镜分光的基础上，采用曲面棱镜代替传统棱镜可以减小谱线弯曲的影响，且曲面棱镜可以应用于扩散光束中，不再需要准直物镜，这样就进一步的减小了系统体积，如下图所示，目前曲面棱镜常与Offner离轴结构结合在一起使用。