高光譜成像儀采用的分光元件有哪些類型？

高光譜成像儀采用的分光元件有哪些類型？高光譜成像儀作為精密的光學儀器，分光元件是其最為核心的部件之一。根據光源分解方式的不同，常見的分光元件有濾光片、棱鏡、光柵、邁克爾遜干涉儀及聲光可調濾光器等。本文對此作了詳細的介紹。

濾光片分光：

濾光片是能夠過濾掉某些波長光譜的器件。按形成原理來分，濾光片有吸收式、干涉式、反射式以及組合式等。其中干涉式是發展最快、應用最廣的濾光片，從紫外到紅外整個光譜區都有制造，最窄的光譜寬度已可達0.1 nm左右。常被用于波長需求較少的小型檢測儀器的開發。

棱鏡分光：

棱鏡是利用不同波長的光相對折射率不同的原理來實現分光的，是使用最早的分光器件，但其波長分辨率較低，現代儀器設計已不再使用棱鏡作為分光器件。

光柵分光：

光柵是利用光的多縫衍射原理使光發生色散的光學器件。目前常用的光柵為反射式衍射光柵，其具體工作原理是：一束復合光入射狹縫，經準直鏡校準為平行光，通過光柵中每個縫的衍射和多縫之間的干涉形成譜線，不同波長的譜線經聚焦鏡聚集在出射狹縫形成光譜。光柵的分辨率R=kN，k為常數，N為光柵狹縫數，即單位長度內狹縫數目越多，光譜分辨率越高?，F有的光柵其分辨率已可達0.001nm。光柵常被用于測量連續光譜的大型光譜儀，如分光光度計、光譜分析儀等。

邁克爾遜干涉分光：

邁克爾遜干涉儀是傅里葉變換光譜儀的核心部件，其是通過對不同光程兩束光的干涉圖進行傅里葉變換來形成光譜圖的。邁克爾遜干涉儀的優點是波長精度高、分辨率好，可短時間內進行多次掃描。以邁克爾遜干涉儀為核心的光譜儀器的主要優點為光能利用率高、輸出能量大，儀器的信噪比和測量靈敏度都較高，因而常被用于對樣品中的微量成分進行分析。但是這類儀器最大的缺陷是干涉儀中有移動部件，需要較穩定的工作環境。

聲光可調濾光器分光：

聲光可調（AOTF）濾光器是利用超聲波與特殊晶體的作用而產生分光的光電器件。AOTF的主要優點是波長切換快，重現性好，容易控制。以此為基礎的光譜儀具有波長精度高，波長重復誤差小，堅固、無移動部件，與計算機接口簡便，易受計算機控制等優點。