快照式高光谱相机的光路结构

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快照式高光谱相机主要的实现方式是将目标物体的三维数据立方体以降维的方式呈现在探测器上，然后再利用重建算法将探测器上得到的数据还原成目标物体的空间和光谱信息。本文主要介绍了快照式高光谱相机的光路结构。

目前，快照式高光谱相机研究的万问王要有计算光谱成像、基于微透镜阵列以及计算层析型高光谱成像等三大类。

基于计算层析成像光谱技术的快照式高光谱相机的光路结构如图所示。该结构由前置成像系统（包括成像镜头、视场光阑等）、准直系统、分光系统以及再成像系统（包括再成像镜头、探测器等）等四部分组成。

快照式高光谱相机的光路结构

图中，视场光阑设有两种形式，分别是狭缝和方孔；视场光阑限制进入后续光路的光束范围，控制可以成像的目标物体的范围；其通过成像镜头与目标物体成物像共扼关系，准直透镜与衍射光栅距离尽量靠近，以使后续光路能够高效地收集到经过衍射光栅后分散的光束。探测器通过准直透镜、再成像镜头与视场光阑成物像共辄关系。

视场光阑置于成像镜头与准直透镜的焦平面处，目标物体的光线通过成像镜头在视场光阑（狭缝或方孔）处成缩小的像；到达视场光阑处的光线经过准直透镜准直；准直后的光线经过特定衍射光栅发生衍射，使得不同波长的光束按一定的规律散射到不同的方向上；探测器置于再成像镜头的焦平面处，发生衍射以及未发生衍射的光线通过再成像镜头会聚到探测器上，完成数据采集。