棱镜分光和光栅分光高光谱成像仪有什么不同？

高光谱成像仪根据分光方式的不同，可以分为不同的类型，包括棱镜分光、光栅分光、棱镜-光栅-棱镜分光。那么，棱镜分光和光栅分光高光谱成像仪有什么不同？本文对棱镜分光和光栅分光高光谱成像仪的原理及区别做了介绍。

棱镜分光的原理：

棱镜分光原理如下图所示，光首先通过狭缝，经过准直镜准直为平行光，平行光经过棱镜分解成各种颜色，通过会聚镜按波长的顺序汇聚到探测器的不同位置。棱镜分光的光谱分辨率较高、光学效率高、系统不复杂，但是它的光谱范围窄、系统的紧凑性不高、光谱的色散是非线性的。

光栅分光的原理：

光栅的分光是根据衍射效应，因为光栅具有很强的色散特点，光经过大量等间隔的狭缝，在每个狭缝处会产生衍射，经过衍射后各缝间又发生干涉的现象，原理图如下图所示。光栅分光的分辨率远远优于棱镜，其光谱分辨率高、光谱范围宽，也可以同时获取到光谱通道，但是它的光学效率不高。

棱镜分光和光栅分光高光谱成像仪的区别：

棱镜分光依靠不同波长光折射率不同实现色散，光谱非线性排布，短波色散分辨率更高、长波色散被压缩；透光效率高、杂散光少，但光谱校正难度大，波段均匀性差。光栅分光利用衍射效应分光，波长与衍射角呈线性对应，全波段光谱分辨率均匀规整，标定计算简便，不过会存在多级衍射干扰，需要搭配滤光片消除杂散光。

棱镜式高光谱成像仪结构简单、光通量更大，对弱光环境适配性好，多用于近距离、高精度微弱信号检测场景；光栅式结构设计成熟，波段划分稳定统一，数据处理算法通用标准化，适配大范围航拍、流水线物料在线检测等批量标准化成像场景，量产与校准成本更可控。