高光譜成像技術(shù)是一種將光譜與空間分辨相結(jié)合的光譜分析技術(shù)，與傳統(tǒng)光譜分析技術(shù)類似，高光譜成像技術(shù)從原理上也大致可分為三類：色散型成像技術(shù)、濾光片型成像技術(shù)和干涉型成像技術(shù)。本文對這三種類型做了簡要的介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

色散型高光譜成像技術(shù)：

光譜分析單元為色散元件，一般采用光柵或棱鏡作為色散單元，入射的輻射光經(jīng)過準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直后，經(jīng)棱鏡和光柵狹縫色散后將復(fù)色光色散成按波長大小依次排列的單色光譜線。通過平場光學(xué)設(shè)計使光譜平直地分布在平面圖像傳感器上，在獲得光譜分辨的同時獲得空間分辨力。色散型成像光譜儀器基本結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。

光柵根據(jù)其分光方式的不同分為透射式和反射式，如下圖所示。

下圖是透射式光柵線掃描成像光譜儀的結(jié)構(gòu)圖，光經(jīng)過目標(biāo)物體后進(jìn)入物鏡，經(jīng)過透射式光柵和一系列棱鏡到達(dá)探測器。

下圖是反射式光柵的示意圖，反射式光柵線掃描成像光譜儀的結(jié)構(gòu)和透射式不同地方就是在入射狹縫之前的這一部分，入射狹縫和光柵在同一側(cè)。

色散型系統(tǒng)一般采用掃描方式工作，又分為擺掃描方式和推掃描方式，通過掃描得到高光譜成像立方體。擺掃描方式即采用線陣列探測器使用空間擺掃方式成像，擺掃型成像光譜儀有視場（FOV）大、像元配準(zhǔn)好、光譜波段范圍寬、探測元件定標(biāo)方便、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。推掃描方式成像光譜儀采用面陣探測器成像，探測器垂直于運動方向掃描，它的空間掃描方向就是平臺運動方向。線掃描型成像光譜儀的優(yōu)點首先是像元的凝視時間大大增長，有利于提高系統(tǒng)的空間分辨率和光譜分辨率；其次沒有光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)，儀器機(jī)械構(gòu)造簡單。推掃描型成像光譜儀的缺點主要是：增大FOV比較困難，一般在30°左右；面陣CCD的器件標(biāo)定困難，面陣相機(jī)拍攝速率較慢實時性較低。

濾光片型高光譜成像技術(shù)：

濾光片型成像光譜儀是每次只測量目標(biāo)上的一個行的像元的光譜分布，它采用相機(jī)加濾光片的方案，分為傳統(tǒng)濾光片型和可調(diào)諧濾光片型。可調(diào)諧濾光片的種類很多，有聲光可調(diào)諧濾光片（AOTF）、液晶可調(diào)諧濾光片（LCTF）、電光可調(diào)諧濾光片和法布里-珀羅（Fabry-Perot）可調(diào)諧濾光片等，應(yīng)用在成像光譜儀上的主要有聲光可調(diào)諧濾光片和液晶可調(diào)諧濾光片。

干涉型高光譜成像技術(shù)：

干涉型成像光譜中每個像元的光譜分布是對像元輻射的干涉圖與其各個光譜圖之間進(jìn)行傅里葉（Fourier）變換運算得到的。干涉型成像光譜技術(shù)作為新一代的成像光譜技術(shù)，其光譜分辨率與通光孔徑無關(guān)，克服了色散型成像光譜技術(shù)的通光孔徑和光譜分辨率的制約，具有光通量高、視場（FOV）大、光譜分辨率高、光譜成像速度快等優(yōu)點成為成像光譜技術(shù)的發(fā)展方向，但由于干涉高光譜圖像是三維的圖像數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行傅里葉變換需要計算大量的數(shù)據(jù)量。基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。

根據(jù)獲取像元干涉圖方法的不同，干涉型成像光譜儀又分為邁克爾遜干涉型、雙折射干涉型和三角共路干涉型。