光柵式高光譜相機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)構(gòu)成

高光譜相機(jī)是一種應(yīng)用高光譜成像技術(shù)制成的相機(jī)，由于逐漸成熟的面陣探測器與光柵分光系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)合，使得光柵式高光譜相機(jī)的性能得到了較大的改善。本文主要介紹了光柵式高光譜相機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和工作原理。

光柵式高光譜相機(jī)的工作原理

光柵式高光譜相機(jī)和其他高光譜相機(jī)一樣，能夠達(dá)到很高的光譜分辨率，在400-1000nm的范圍內(nèi)光譜分辨率通常優(yōu)于10nm，并且具備連續(xù)光譜成像的特點(diǎn)。

目前主流的分光方式為反射式光柵分光，其通過前置鏡頭與反射式光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)耦合光路，并利用面陣相機(jī)采集物質(zhì)的光譜圖像。

但隨著光柵式高光譜相機(jī)的光譜與空間分辨率的需求提升，如何獲取更高分辨率、更高靈敏度以及更低雜散度的光譜圖像成為了其最主要的問題。

光柵式高光譜相機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

高光譜相機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要包括底板以及固定于所述底板并沿所述底板的一端向另一端的方向依次間隔設(shè)置的鏡頭、狹縫、準(zhǔn)直鏡、透射光柵、聚焦鏡和探測器等，參考下圖。

簡單來說，光柵式高光譜相機(jī)主要由光譜儀和成像系統(tǒng)兩大主要部分組成。通過處理分析軟件，在獲得影像中每一個像素點(diǎn)的光譜信息的同時，可以獲得每一個波譜下的影像信息，即獲得一個三維的信息數(shù)據(jù)。光譜分辨率精度可以達(dá)到幾個納米到幾十個納米，這相對于普通的RGB成像更能在不破壞樣本的情況下，精準(zhǔn)的掌握樣本更多的信息。

難關(guān)研究表明：探測器上設(shè)置串口總線接口，并限定狹縫的寬度和長度，同時限定各部件之間的光軸角度，從而可以使其獲取更高分辨率、更高靈敏度以及更低雜散度的光譜圖像。