成像光谱仪按照空间扫描方式及分光原理分类

光谱成像仪是一种精密的光学仪器，它可以对样品进行定量和定性的分析，并获得样本的光谱信息和图像信息，具有图谱合一的特点。本文对成像光谱仪的的类型及原理做了介绍，对此感兴趣的朋友不妨了解一下！

成像光谱仪按照空间扫描方式分类：

按照空间扫描方式又可以把光谱成像仪大致分为三类：

挥扫式，使用线阵的光电探测器，不同像元记录瞬时视场的光谱数据，通过二维光机扫描获得整个空间的图像；

推扫式，主工作器件为面阵探测器，探测器工作时，一方面可以记录探测目标的空间信息，另一方面还可以记录探测目标的光谱信息；

凝视式，用滤光片实现光谱通道的切换，用面阵探测器同时采集二维空间信息。

成像光谱仪按照分光原理分类：

从分光原理上看，光谱成像仪又可分为色散型、滤光片型、干涉型等。其中基于色散棱镜和衍射光栅的光谱仪发展较早也比较成熟，又以采用光栅最为突出，这类光谱成像仪具有原理简单，性能稳定等诸多优点，但能量利用率低。下面详细介绍色散型光谱成像仪。

由光本身的特性可以知道，当光的波长不同时，其在相同介质中的折射率也不相同，当从一种介质向另一种介质传输时，折射角也不相同。如下图a中，当一束白光（复色光）通过分光棱镜后，不同波长的光，就会被区分开来。

光柵衍射分光原理如上图b所示，光栅有透射式与反射式两种，其中反射光栅较为常用。反射光栅中，又分为平面光栅和曲面光栅。以平面反射光栅为例，其衍射角的正弦值与波长成正比，衍射光经过成像镜的聚焦，最终将在像面处形成狭缝的单色像。使用光栅分光的缺点之一是像面处会出现光谱重叠，需要在像面前加一高通滤波器加以消除。

狭缝的宽度与光谱分辨率是成一定系数的正比关系，却与通过的光通量成反比关系，设计色散性光谱仪时，需要根据实际需求，确定这一平衡关系。然而，对于高空间分辨率的应用要求来说，我们通常可以采用运动补偿的方式来弥补能量。付出的代价，就是运动补偿会带来系统可靠性降低和推扫视场不连续。