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(xué)儀器，分光元件是其最為核心的部件之一。根據(jù)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(diào)濾光器等。本文對此作了詳細(xì)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(fā)展最快、應(yīng)用最廣的濾光片，從紫外到紅外整個(gè)光譜區(qū)都有制造，最窄的光譜寬度已可達(dá)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(fā)。

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(shí)現(xiàn)分光的，是使用最早的分光器件，但其波長分辨率較低，現(xiàn)代儀器設(shè)計(jì)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(fā)生色散的光學(xué)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(fù)合光入射狹縫，經(jīng)準(zhǔn)直鏡校準(zhǔn)為平行光，通過光柵中每個(gè)縫的衍射和多縫之間的干涉形成譜線，不同波長的譜線經(jīng)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(shù)，N為光柵狹縫數(shù)，即單位長度內(nèi)狹縫數(shù)目越多，光譜分辨率越高?，F(xiàn)有的光柵其分辨率已可達(dá)0.001nm。光柵常被用于測量連續(xù)光譜的大型光譜儀，如分光光度計(jì)、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(jìn)行傅里葉變換來形成光譜圖的。邁克爾遜干涉儀的優(yōu)點(diǎn)是波長精度高、分辨率好，可短時(shí)間內(nèi)進(jìn)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(yōu)點(diǎn)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(jìn)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(wěn)定的工作環(huán)境。

聲光可調(diào)濾光器分光：

聲光可調(diào)（AOTF）濾光器是利用超聲波與特殊晶體的作用而產(chǎn)生分光的光電器件。AOTF的主要優(yōu)點(diǎn)是波長切換快，重現(xiàn)性好，容易控制。以此為基礎(chǔ)的光譜儀具有波長精度高，波長重復(fù)誤差小，堅(jiān)固、無移動部件，與計(jì)算機(jī)接口簡便，易受計(jì)算機(jī)控制等優(yōu)點(diǎn)。