光谱成像技术按波段、扫描方式和分光元件可分为哪些类型？

光谱成像技术作为一种无损检测技术，将光谱技术与图像技术融为一体，不仅可以获得样本的光谱信息，还可以获得样本的图像信息，对样本进行定性与定量的分析。那么，光谱成像技术按波段、扫描方式和分光元件可分为哪些类型？下文为大家作了介绍。

基于波段数量和光谱分辨率的分类：

按照光谱波段的数量和光谱分辨率，光谱成像技术大致可以被分为三类：

1.多光谱成像技术（Multispectral Imaging）具有10～50个光谱通道，光谱分辨率为△λ/λ =0.1。

2.高光谱成像技术（Hyperspectral Imaging）具有50～1000个光谱通道，光谱分辨率为△λ/λ =0.01。

3.超光谱成像技术（Ultraspectral Imaging）具有10～100个光谱通道，光谱分辨率为△λ/λ =0.001。

基于扫描方式不同的分类：

按照光谱图像采集方式的不同，光谱成像技术主要可分为：

1.掸扫式

上图说明的是掸扫式线阵遥感成像光谱仪原理。这个仪器的核心部件是排列成线状的光电探测器，它使不同波长的辐射能照射到线阵列的各个探测器件上。因而对于地面瞬时视场内的辐射能，分光后各波长的强度同时记录下来。当传感器平台向前推进时逐个像元逐点成像，这将获得具有多个连续光谱的窄波段的图像。

2.推扫式

推扫式面阵遥感成像光谱仪的工作原理（见下图）。图中的二维面阵列探测器，一维可用作光谱仪，另一维则为一线性阵列，以推扫的方式工作，地面目标的辐射能根据波长分散并聚焦到探测器面阵列上。图像一次建立一行而不需要移动探测器件。像元的摄像时间长，系统的灵敏度和空间分辨率均可以得到提高。

3.凝采式

在这种工作方式中，常常采用单色器或电调谐滤波器实现光谱通道的切换。伴随光谱通道的切换，探测器则采集相应图像，（见下图）。其中利用CCD摄像器件、图像卡和计算机实现系统的数字化；利用氙灯和单色器进行激发光谱扫描；利用自主开发的系统软件实现系统的操控、荧光光谱图像的采集、处理和分析。

基于分光元件不同的分类：

在一般光谱仪核心元件——分光元件的发展历程中，经历从色散棱镜到衍射光栅的演化，以及采用干涉调制元件和信息变换技术的发展历程。近年来声光可调谐滤波器（Acousto-optic Tunable Filter，简称AOTF），和液晶可调谐滤波器（Liquid Crystal Tunable Filter，简称LCTF）技术和应用得到长足发展，由于AOTF和 LCTF以及CCD等面阵探测器的出现，光谱成像技术才得以迅速发展。

AOTF是一种新型的色散器件。它能以很高的速度通过电调谐方式实现波长扫描，因而AOTF可以完成一般色散元件所无法完成的快速光谱测量工作。AOTF器件由三部分组成，即声光介质、换能器阵列和声终端。当射频信号施加到换能器上时，激励出超声波并耦合到声光介质。为防止声波反射，透过介质的声波被声终端的吸声体吸收。当复色光以特定的角度入射到声光介质后，由于声光相互作用，满足动量匹配条件的入射光被超声波衍射成两束正交偏振的单色光，一束为e光，一束为o光，分别位于零级光两侧。改变射频信号的频率，衍射光的波长也将相应改变。连续快速改变射频信号的频率就能实现衍射光波长的快速扫描。

LCTF基于偏振光的干涉原理而制成。LCTF往往具有多组单元，每一组单元均由起偏和检偏偏振片以及夹在中间的双折射液晶构成。当光源通过其中一组单元时，由于沿液晶快、慢轴传播的两束光振动方向相同，而位相差一定，因此发生干涉作用。干涉波长取决于e光和o光通过液晶产生的光程差（相位差），由于双折射液晶造成的相位差可以通过电压进行调节，因此通过施加不同的电压可以使其不同波长的光发生干涉，即可以实现不同波长的扫描。