干涉型光谱成像仪有哪些类型？

所谓干涉型光谱成像仪是通过干涉元件和焦平面探测器对目标进行成像，目标通过干涉元件后，将光谱信息转化为特定谱段对应于特定时间或空间频率的时间或空间干涉图样。本文对干涉型光谱成像仪类型做了介绍。

干涉光谱成像技术主要包括双光束干涉型和多光束干涉型两种，分别如下：

1.双光束干涉型光谱仪

双光束干涉型光谱仪属于波振面分割方式。按照调制方式来分，分为时间调制型、空间调制型和时间空间联合调制型三种。顾名思义，时间调制型需要利用动镜的移动，在不同的时刻得到目标的不同光程差的干涉强度；空间调制型利用剪切分束器，在同一时刻获得目标不同光程差的干涉强度；时间空间联合调制型与上述两种调制方式不同，它在同一时刻可以得到不同目标、不同光程差的干涉强度，通过光谱成像仪沿光谱方向的运动，最终获得同一目标不同光程差的干涉强度，下面详细描述其成像原理。

（1）时间调制型干涉光谱仪

时间调制型干涉光谱仪成像原理如下图所示。此类光谱成像仪由八部分组成，分别是望远镜物镜、狭缝、准直径、分束镜、动镜、静镜、成像镜和探测器。

地物目标光谱经过望远镜物镜后成像于狭缝处，经准直镜，以平行光形式入射分束镜。分束镜将一束光分成两束，其中透射光束经过静镜反射和分束器反射，会聚在成像镜焦面处；反射光束经过动镜反射和分束器透射，同样会聚于成像镜焦面处。动镜的往复运动使得两束会聚光束间产生光程差，在成像镜的焦面处获得干涉条纹，被探测器接收。

（2）空间调制型干涉光谱仪

空间调制干涉光谱成像仪根据两束光剪切方式不同，具有不同的类型。其中应用最为广泛的是基于Sagnac横向剪切分束器的空间调制型干涉光谱成像仪，它的成像原理如下图所示，此类光谱成像仪由六部分组成，分别是望远镜物镜、狭缝、Sagnac 横向剪切分束器、傅氏镜、柱面镜和探测器。

对于Sagnac空间调制型干涉光谱仪来说，Sagnac横向剪切分束器位于狭缝与傅氏镜之间，且狭缝位于傅氏镜前焦面位置。因此地物目标在狭缝位置所成的像被剪切成两个，与原像平行且位于傅氏镜的前焦面位置，经过傅氏镜后，在傅氏镜焦面处获得干涉条纹。被探测器接收。

（3）时间空间联合调制型干涉光谱仪

时间空间联合调制型光谱成像仪和空间调制型光谱成像仪一样，都是采用横向剪切分束器实现分光的，不同的是前者中的横向剪切分束器处于平行光路中，后者中的横向剪切分束器处于发散光路中，因此两者的原理也不相同。

下图为时间空间联合调制型光谱成像仪成像原理，此类光谱成像仪由五部分组成，分别是望远镜物镜、准直镜、横向剪切分束器、成像镜和探测器。

横向剪切分束器位于准直镜和成像镜之间，在平行光路中将一東平行光剪切成两束平行光后，在成像镜焦面处会聚干涉，被探测器接收。因此，沿光谱方向，不同地物目标对应不同视场角，在探测器位置干涉得到不同的光程差。

2.多光束干涉型光谱仪

当一束光入射到透明板上时，它在板的两面上将发生多次反射，结果有一系列光束由板的每边射出，振幅一个比一个小。当两个面的反射率很高，条纹图祥强度分布将发生很大变化，并因此具有重要实际应用。该光谱仪的主要代表为法布里一珀罗干涉仪。

法布里一珀罗干涉仪法布里一珀罗干涉仪主要由四部分组成，分别是准直镜、石英板G1G2、成像镜和探测器组成，如下图所示。当入射光以某一角度入射时，经过准直镜后以平行光入射石英板G1G2，经过两块石英板的多次反射和透射，形成多束光经过成像镜后产生干涉条纹，不同的入射光形成不同光程差下的干涉条纹被探测器接收。