棱镜色散型高光谱成像仪原理是怎样的？有什么特点？

高光谱成像仪根据色散元件的不同，可以分为棱镜和光栅色散型光谱成像仪，棱镜色散型光谱成像仪以棱镜为色散元件。那么，棱镜色散型高光谱成像仪原理是怎样的？有什么特点？本文对棱镜色散型高光谱成像仪原理及特点做了介绍，以便大家对棱镜色散型高光谱成像仪有所了解。

棱镜色散型高光谱成像仪原理：

棱镜色散型高光谱成像仪，核心分光元件为光学棱镜。前置物镜先把被测目标成像在狭缝上，狭缝只截取一条线状物面。平行光入射棱镜后，不同波长的可见光、近红外光因折射率不同发生角度分离，长波与短波被拉开形成连续光谱。整个过程依靠棱镜的材料色散特性完成分光，无需光栅刻线，光路结构简洁，光能利用率高，光通量更大。

经过棱镜色散后，空间一维信息与光谱一维信息同时投射到面阵探测器。狭缝延伸方向保留空间位置信息，色散方向对应不同波长。推扫移动设备或者被测物体，连续采集多条线目标，最终重构出三维数据立方体。整机杂散光控制简单，成本低于光栅分光机型，适合野外勘察、农产品分选、材料表面瑕疵与色彩光谱检测。

棱镜色散型高光谱成像仪特点：

棱镜依靠材料折射率差异实现分光，没有光栅衍射级次损失，光能透过率高，光通量大，弱光环境下信噪比更好。光路结构紧凑简洁，无周期性衍射杂散光，背景噪声更低，整机体积小巧，更容易做成便携式设备。光谱波段连续平滑，不会出现光栅常有的级次重叠问题，可见光到近红外波段适配性强，非常适合户外现场检测。

但棱镜存在非线性色散，短波与长波之间的光谱分辨率不均匀，波长标定相对复杂。色散能力有限，想要获得极高光谱分辨率时，仪器体积会明显增大。另外，温度变化会改变棱镜折射率，容易带来波长漂移，对环境温控有一定要求。综合来看，它更适合需要高光通量、连续光谱成像的场景，而超精细光谱分析一般优先选用光栅机型。