高光谱成像仪分光元件之色散光栅型分光

分光元件是高光谱成像仪的重要组成部分，一个分光元件的结构形式往往影响着整个光谱成像系统的体积大小、识别能力的高低、结构设计的难易等诸多方面，所以分光元件的设计是重中之重。本文对高光谱成像仪分光元件之色散光栅型分光做了介绍。

平面光栅分光：

分光元件是光谱仪中最重要的组成部分，衍射光栅的种类繁多，根据结构可以分为平面光栅、凹面光栅和凸面光栅，区别于衍射光的方向又分为透射型光栅和反射型光栅。透射型平面光栅是在玻璃表面刻划等间距的条纹，光线在平整表面处透过，有条纹的地方不透光，相当于狭缝。透射型平面光栅分光元件的结构是由光线经过准直透镜形成平行光，再垂直于平面光栅入射，根据不同波长不同折射率，产生非单色光的色散现象，但是由于透射系统玻璃材质等问题，系统存在色差，需要引入胶合透镜或其他方式消除色差，增大了光学设计的难度。

凹面光栅分光：

目前大部分凹面光栅型光谱仪都由一个平凸透镜、一个凹面光栅和探测器组成，由于系统基于罗兰圆的同心结构设计，所以整个结构只存在少量的光损失以及有迹可循的像差。在凹面反射面上刻划等间距刻线，入射光线发散入射到凹面光栅后，衍射光线为会聚光线，相较于其他结构形式的光栅分光系统，省去了会聚元件和准直元件，结构更加的紧凑简单。但就目前而言，凹面光栅的加工难度要远大于平面光栅和凸面光栅，这也大大増增加了加工成本，不利于大范围的产业化生产；凹面光栅光谱仪的后截距通常较小，在应用于红外系统中，不利于探测器制冷光阑的设计；凹面光栅的色散能力较弱。