光栅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，光栅色散型以光栅为色散元件。那么，光栅色散型高光谱成像仪原理是怎样的？有什么特点？本文对光栅色散型高光谱成像仪原理及特点做了介绍，以便大家对光栅色散型高光谱成像仪有所了解。

光栅色散型高光谱成像仪原理：

前置成像物镜将被测景物聚焦到入射狭缝，只截取一行线状目标。光束经过准直镜变成平行光，照射到衍射光栅上。光栅依靠刻线产生多光束干涉与衍射，不同波长的光线衍射角度各不相同，从而把混合白光分解成按波长有序铺开的单色光谱。狭缝方向保留空间坐标，衍射方向对应光谱波长。

分光后的光线经过成像镜投射到面阵相机上，面阵的一轴代表空间位置，另一轴代表光谱波段。通过推扫方式逐行扫描目标，不断采集线阵图像，最终生成三维高光谱数据立方体，每个像素都附带一条完整连续的光谱曲线。依靠光栅严格的衍射方程，波长分布线性规整，更容易实现均匀、高精度的光谱划分。

光栅色散型高光谱成像仪特点：

光栅衍射分光具备高度线性的色散关系，各个波段光谱分辨率均匀一致，波长标定简单精准。可以轻松实现窄波段、高光谱分辨率，非常适合精细物质光谱识别。分光性能稳定，受温度影响较小，波段排布规整，后期数据处理更加方便。光谱通道数量多，识别矿物、物质成分的能力更强，是实验室物质检测的主流方案。

光栅存在衍射级次重叠问题，需要增加滤光片抑制杂光。同时衍射会造成光能损失，整体光通量低于棱镜机型，弱光条件下信噪比偏弱。刻制光栅成本较高，整机光学结构更复杂，体积与造价更高。不适合极微弱光照下的快速成像，更适用于室内高精度检测，而非野外微光作业。