高光譜成像儀具有掃描成像和精細分光兩種功能，其基本原理是在掃描成像原理的基礎上，將成像輻射的波段劃分成更狹窄的多個波段時成像，從而獲得同一景物的多個光譜波段的圖像。它由成像和分光兩部分組成，前者完成地物目標的空間成像，后者完成光譜維掃描和光譜波段分割。本文對高光譜成像儀的定義及其組成進行了介紹。
什么是高光譜成像儀？
高光譜成像儀又稱分光儀，是以光電倍增管等光探測器在不同波長位置，測量譜線強度的裝置。其構造由一個入射狹縫，一個色散系統(tǒng)，一個成像系統(tǒng)和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區(qū)域，并在選定的波長上（或掃描某一波段）進行強度測定。主要分為單色儀和多色儀兩種。
高光譜成像儀是將成分復雜的光分解為光譜線的科學儀器，由棱鏡或衍射光柵等構成，利用高光譜成像儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分的部分（可見光），但若通過高光譜成像儀將陽光分解，按波長排列，可見光只占光譜中很小的范圍，其余都是肉眼無法分辨的光譜，如紅外線、微波、紫外線、X射線等等。通過高光譜成像儀對光信息的抓取、以照相底片顯影，或電腦化自動顯示數值儀器顯示和分析，從而測知物品中含有何種元素。這種技術被廣泛地應用于空氣污染、水污染、食品衛(wèi)生、金屬工業(yè)等的檢測中。
高光譜成像儀是將復色光分離成光譜的光學儀器。高光譜成像儀有多種類型，除在可見光波段使用的高光譜成像儀外，還有紅外高光譜成像儀和紫外高光譜成像儀。按色散元件的不同可分為棱鏡高光譜成像儀、光柵高光譜成像儀和干涉高光譜成像儀等。按探測方法分，有直接用眼觀察的分光鏡，用感光片記錄的攝譜儀，以及用光電或熱電元件探測光譜的分光光度計等。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀器，常與其他分析儀器配合使用。
高光譜成像儀的組成：
一臺典型的高光譜成像儀主要由一個光學平臺和一個檢測系統(tǒng)組成，主要包括以下幾部分：
1.入射狹縫：在入射光的照射下形成高光譜成像系統(tǒng)的物點。
2.準直元件：使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄?。該準直元件可以是一獨立的透鏡、反射鏡、或直接集成在色散元件上，如凹面光柵高光譜成像儀中的凹面光柵。
3，色散元件：通常采用光柵，使光信號在空間上按波長分散成為多條光束。
4，聚焦元件：聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像，其中每一像點對應于一個特定波長。
5，探測器陣列：放置于焦平面，用于測量各波長像點的光強度。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列。
高光譜成像儀的分類：
根據現(xiàn)代光譜儀器的工作原理，高光譜成像儀可以分為兩大類：經典高光譜成像儀和新型高光譜成像儀。經典高光譜成像儀是建立在空間色散原理上的儀器，新型高光譜成像儀是建立在調制原理上的儀器。經典高光譜成像儀都是狹縫光譜儀器，調制高光譜成像儀是非空間分光的，它采用圓孔進光。
根據色散組件的分光原理，高光譜成像儀可分為：棱鏡高光譜成像儀，衍射光柵高光譜成像儀和干涉高光譜成像儀。光學多道分析儀OMA是近十幾年出現(xiàn)的，它采用光子探測器（CCD）和計算機控制的新型光譜分析儀器，它集信息采集、處理，和存儲諸功能于一體。由于OMA不再使用感光乳膠，避免和省去了暗室處理以及之后的一系列繁瑣處理、測量工作，使傳統(tǒng)的光譜技術發(fā)生了根本的改變，大大改善了工作條件，提高了工作效率。使用OMA分析光譜，測量準確迅速、方便，且靈敏度高，響應時間快，光譜分辨率高，測量結果可立即從顯示屏上讀出或由打印機、繪圖儀輸出。目前，它已被廣泛使用于幾乎所有的光譜測量、分析及研究工作中，特別適應于對微弱信號、瞬變信號的檢測。
