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所謂高光譜圖像就是在光譜維度上進行了細致的分割，不僅僅是傳統所謂的黑、白或者R、G、B的區別，而是在光譜維度上也有N個通道，例如：我們可以把400nm-1000nm分為300個通道。因此，通過高光譜設備獲取到的是一個數據立方，不僅有圖像的信息，并且在光譜維度上進行展開，結果不僅可以獲得圖像上每個點的光譜數據，還可以獲得任一個譜段的影像信息。
目前高光譜成像技術發展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。
光柵分光原理：
在經典物理學中，光波穿過狹縫、小孔或者圓盤之類的障礙物時，不同波長的光會發生不同程度的彎散傳播，再通過光柵進行衍射分光，形成一條條譜帶。也就是說：空間中的一維信息通過鏡頭和狹縫后，不同波長的光按照不同程度的彎散傳播，這一維圖像上的每個點，再通過光柵進行衍射分光，形成一個譜帶，照射到探測器上，探測器上的每個像素位置和強度表征光譜和強度。一個點對應一個譜段，一條線就對應一個譜面，因此探測器每次成像是空間一條線上的光譜信息，為了獲得空間二維圖像再通過機械推掃，完成整個平面的圖像和光譜數據采集。
聲光可調諧濾波分光（AOTF）原理：
AOTF由聲光介質、換能器和聲終端三部分組成。射頻驅動信號通過換能器在聲光介質內激勵出超聲波。改變射頻驅動信號的頻率，可以改變AOTF衍射光的波長，從而實現電調諧波長的掃描。
zui常用的AOTF晶體材料為TeO2即非共線晶體，也就是說光波通過晶體之后以不同的出射角傳播。如上圖所示：在晶體前端有一個換能器，作用于不同的驅動頻率，產生不同頻率的振動即聲波。不同的驅動頻率對應于不同振動的聲波，聲波通過晶體TeO2之后，使晶體中晶格產生了布拉格衍射，晶格更像一種濾波器，使晶體只能通過一種波長的光。光進入晶體之后發生衍射，產生衍射光和零級光。
棱鏡分光：
入射光通過棱鏡后被分成不同的方向，然后照射到不同方向的探測器上進行成像。棱鏡分光后，在棱鏡的出射面鍍了不同波段的濾光膜，使得不同方向的探測器可以采集到不同光譜信息，實現同時采集空間及光譜信息
芯片鍍膜
近年來，IMEC（歐洲微電子研究中心）采用高靈敏CCD芯片及SCMOS芯片研制了一種新的高光譜成像技術，在探測器的像元上分別鍍不同波段的濾波膜實現高光譜成像，此技術大大降低的高光譜成像的成本。
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