高光譜成像儀作為精密的光學儀器，可對目標物體在光譜覆蓋范圍內的數十或數百條光譜波段進行連續成像，在獲得物體空間特征成像的同時，也獲得了被測物體的光譜信息，被廣泛的應用于軍事、農業、醫學等多個領域。本文對高光譜成像儀的掃描技術及分光技術作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
高光譜成像儀的掃描技術：
對于高光譜成像光譜儀來說，根據不同的工作模式，可以將其掃描技術分為點掃式高光譜成像、推掃式高光譜成像和凝視型高光譜成像。
1.點掃式
點掃描式高光譜顯微成像是對逐個像素點掃描成像，通過機械模塊收集每個點的能量，經過色散模塊進行分光，產生不同波長的輻射能量，再由線陣探測器接收。點掃式光譜成像可以獲得較大的視場范圍，數據穩定，但成像時間長。
2.推掃式
推掃式高光譜顯微成像中的探測器是面陣探測器，探測器接收的圖像是二維數據，包括光譜信息和空間信息。像成像在狹縫處，狹縫透過一個成像行，該成像行的光經過分光元件后，光譜維展開并聚焦在探測器上，通過對二維運動平臺的移動來記錄空間維，線掃成面，完成圖像的采集。推掃式高光譜成像結構簡單，不需要復雜的掃描模塊，體積小，重量輕。
3.凝視式
凝視型高光譜成像的探測器也是面陣探測器，結構緊湊，在凝視型高光譜成像系統中，分光元件有可調諧濾波片分光和干涉型分光，需要通過一定時間的掃描獲得完整的圖像。系統中沒有運動部件，但是對平臺的穩定性要求較高，另外，因為進行波段的掃描，所以光譜信息不可以同時獲取。
高光譜成像儀的分光技術：
根據以色散分光進行光譜測量區分，高光譜成像光譜儀的分光方法包括棱鏡分光、光柵分光、棱鏡-光柵-棱鏡（PGP）分光。
1.棱鏡分光
光的色散是指當光在介質中傳播時，折射率隨著光的波長的變化而發生變化的現象。棱鏡分光的原理便是利用了這一特性，在同一種介質中，不同波長的光有不同的折射率，因此，不同波長的單色光從一個角度進入棱鏡時，會發生不同角度的偏移，即經過棱鏡后，會看到各種不同顏色的光。棱鏡分光原理如下圖所示，光首先通過狹縫，經過準直鏡準直為平行光，平行光經過棱鏡分解成各種顏色，通過會聚鏡按波長的順序匯聚到探測器的不同位置。棱鏡分光的光譜分辨率較高、光學效率高、系統不復雜，但是它的光譜范圍窄、系統的緊湊性不高、光譜的色散是非線性的。
2.光柵分光
光柵是在一塊玻璃或者金屬片上刻有大量平行等寬、等距的刻痕或狹縫，狹縫數量很多，作為光譜儀上的分光元件是其最重要的應用。
光柵的分光是根據衍射效應，因為光柵具有很強的色散特點，光經過大量等間隔的狹縫，在每個狹縫處會產生衍射，經過衍射后各縫間又發生干涉的現象，原理圖如下圖所示。光柵分光的分辨率遠遠優于棱鏡，其光譜分辨率高、光譜范圍寬，也可以同時獲取到光譜通道，但是它的光學效率不高。
3.棱鏡-光柵-棱鏡（PGP）分光
棱鏡-光柵-棱鏡分光結合了棱鏡和光柵的優點，PGP的原理如下圖所示，它是在兩塊棱鏡之間放置光柵，該光柵多數為體相位全息光柵，具有高光譜分辨率高、光學效率較高的特點，但是其包含一個較難制作的體全息透射光柵模塊，增加了制作棱鏡-光柵-棱鏡分光模塊的成本。
