显微高光谱成像系统（二）——成像原理

显微高光谱成像系统具有直视性、光谱分辨率高、结构紧凑、成本低等优点，成功的将成像光谱技术应用到显微领域，可广泛应用于临床医学、生物学、材料学、微电子学等学科领域。那么，显微高光谱成像系统的成像原理是什么呢？本文进行了简单总结。

显微高光谱成像实验系统基于推帚式成像光谱仪的原理进行设计，光路原理图如图所示。

处于显微镜载物台上的样品被柯勒照明系统照明，瞬时视场内的样品条带通过显微镜物镜和0.6倍CMount接口镜头成像于分光计的狭缝处，再经过光谱分光组件后，在垂直样品条带方向按光谱色散，最后成像于CCD像面。

CCD光敏面平行于狭缝的一维称为空间维，垂直于狭缝的一维称为光谱维，空间维每一行光敏元上得到的是样品条带一个光谱波段的像，这样面阵CCD相机每帧图像便对应于一个样品条带的多光谱图像。通过载物台自动装置对样品进行推扫，就得到整个样品的二维图像及光谱数据，即图像立方体。

整个系统由显微镜、分光计、面阵CCD相机、载物台自动装置以及数据采集与控制模块等几部分组成。系统的光谱范围从400nm到800nm，120个波段，光谱分辨率优于5nm，空间分辨率大约1μm。不仅能够提供微小物体在可见光范围的单波段显微图像，而且能够获得图像中任一像素的光谱曲线，实现了光谱技术和显微成像技术的结合，在微观领域有着广泛的应用。