光譜成像技術(shù)作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，將光譜技術(shù)與圖像技術(shù)融為一體，不僅可以獲得樣本的光譜信息，還可以獲得樣本的圖像信息，對(duì)樣本進(jìn)行定性與定量的分析。那么，光譜成像技術(shù)按波段、掃描方式和分光元件可分為哪些類型？下文為大家作了介紹。

基于波段數(shù)量和光譜分辨率的分類：

按照光譜波段的數(shù)量和光譜分辨率，光譜成像技術(shù)大致可以被分為三類：

1.多光譜成像技術(shù)（Multispectral Imaging）具有10～50個(gè)光譜通道，光譜分辨率為△λ/λ =0.1。

2.高光譜成像技術(shù)（Hyperspectral Imaging）具有50～1000個(gè)光譜通道，光譜分辨率為△λ/λ =0.01。

3.超光譜成像技術(shù)（Ultraspectral Imaging）具有10～100個(gè)光譜通道，光譜分辨率為△λ/λ =0.001。

基于掃描方式不同的分類：

按照光譜圖像采集方式的不同，光譜成像技術(shù)主要可分為：

1.撣掃式

上圖說(shuō)明的是撣掃式線陣遙感成像光譜儀原理。這個(gè)儀器的核心部件是排列成線狀的光電探測(cè)器，它使不同波長(zhǎng)的輻射能照射到線陣列的各個(gè)探測(cè)器件上。因而對(duì)于地面瞬時(shí)視場(chǎng)內(nèi)的輻射能，分光后各波長(zhǎng)的強(qiáng)度同時(shí)記錄下來(lái)。當(dāng)傳感器平臺(tái)向前推進(jìn)時(shí)逐個(gè)像元逐點(diǎn)成像，這將獲得具有多個(gè)連續(xù)光譜的窄波段的圖像。

2.推掃式

推掃式面陣遙感成像光譜儀的工作原理（見(jiàn)下圖）。圖中的二維面陣列探測(cè)器，一維可用作光譜儀，另一維則為一線性陣列，以推掃的方式工作，地面目標(biāo)的輻射能根據(jù)波長(zhǎng)分散并聚焦到探測(cè)器面陣列上。圖像一次建立一行而不需要移動(dòng)探測(cè)器件。像元的攝像時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)的靈敏度和空間分辨率均可以得到提高。

3.凝采式

在這種工作方式中，常常采用單色器或電調(diào)諧濾波器實(shí)現(xiàn)光譜通道的切換。伴隨光譜通道的切換，探測(cè)器則采集相應(yīng)圖像，（見(jiàn)下圖）。其中利用CCD攝像器件、圖像卡和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)字化；利用氙燈和單色器進(jìn)行激發(fā)光譜掃描；利用自主開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的操控、熒光光譜圖像的采集、處理和分析。

基于分光元件不同的分類：

在一般光譜儀核心元件——分光元件的發(fā)展歷程中，經(jīng)歷從色散棱鏡到衍射光柵的演化，以及采用干涉調(diào)制元件和信息變換技術(shù)的發(fā)展歷程。近年來(lái)聲光可調(diào)諧濾波器（Acousto-optic Tunable Filter，簡(jiǎn)稱AOTF），和液晶可調(diào)諧濾波器（Liquid Crystal Tunable Filter，簡(jiǎn)稱LCTF）技術(shù)和應(yīng)用得到長(zhǎng)足發(fā)展，由于AOTF和 LCTF以及CCD等面陣探測(cè)器的出現(xiàn)，光譜成像技術(shù)才得以迅速發(fā)展。

AOTF是一種新型的色散器件。它能以很高的速度通過(guò)電調(diào)諧方式實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)掃描，因而AOTF可以完成一般色散元件所無(wú)法完成的快速光譜測(cè)量工作。AOTF器件由三部分組成，即聲光介質(zhì)、換能器陣列和聲終端。當(dāng)射頻信號(hào)施加到換能器上時(shí)，激勵(lì)出超聲波并耦合到聲光介質(zhì)。為防止聲波反射，透過(guò)介質(zhì)的聲波被聲終端的吸聲體吸收。當(dāng)復(fù)色光以特定的角度入射到聲光介質(zhì)后，由于聲光相互作用，滿足動(dòng)量匹配條件的入射光被超聲波衍射成兩束正交偏振的單色光，一束為e光，一束為o光，分別位于零級(jí)光兩側(cè)。改變射頻信號(hào)的頻率，衍射光的波長(zhǎng)也將相應(yīng)改變。連續(xù)快速改變射頻信號(hào)的頻率就能實(shí)現(xiàn)衍射光波長(zhǎng)的快速掃描。

LCTF基于偏振光的干涉原理而制成。LCTF往往具有多組單元，每一組單元均由起偏和檢偏偏振片以及夾在中間的雙折射液晶構(gòu)成。當(dāng)光源通過(guò)其中一組單元時(shí)，由于沿液晶快、慢軸傳播的兩束光振動(dòng)方向相同，而位相差一定，因此發(fā)生干涉作用。干涉波長(zhǎng)取決于e光和o光通過(guò)液晶產(chǎn)生的光程差（相位差），由于雙折射液晶造成的相位差可以通過(guò)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此通過(guò)施加不同的電壓可以使其不同波長(zhǎng)的光發(fā)生干涉，即可以實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的掃描。