擺掃型光譜成像儀通過光機(jī)左右擺動和飛行平臺向前移動，實現(xiàn)二維空間成像。線列探測器用于獲取每個瞬時視場像元的光譜信息。本文簡要分析了擺掃型光譜成像儀的原理和特點。

光譜成像儀的工作原理是利用光的傳輸與散射特性，對待測物體進(jìn)行掃描和圖像重建。

擺掃型光譜成像儀的工作原理是通過在特定角度范圍內(nèi)掃描樣品表面的光，然后通過光譜儀分析不同波長的光信號。光譜成像儀的采集裝置將光譜信息轉(zhuǎn)換為可視化的圖像，從而實現(xiàn)對樣品表面的高分辨率光譜成像及分析。這種原理使得光譜成像儀能夠提供豐富的材料表征信息，包括化學(xué)成分、形貌結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性等方面的數(shù)據(jù)。擺掃型光譜成像儀具有快速、無需樣品準(zhǔn)備和非接觸等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生命科學(xué)和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。

掃描型光譜成像儀采用一個在45°斜面上旋轉(zhuǎn)的掃描鏡來實現(xiàn)成像。掃描鏡通過電機(jī)驅(qū)動進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)的水平軸與遙感平臺的前進(jìn)方向平行。掃描鏡實現(xiàn)對地面的左右平行掃描成像，也就是掃描方向與遙感平臺的運動方向垂直。光學(xué)分光系統(tǒng)主要由光柵和棱鏡組成，它們將色散光源聚集到探測器上。因此，光譜成像儀所獲取的圖像具有光譜分辨率和空間分辨率兩個特征。

1.旋轉(zhuǎn)掃描鏡是一種能夠在45度斜面上進(jìn)行掃描的設(shè)備。

2.電動機(jī)實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。

3.水平軸旋轉(zhuǎn)方向與遙感平臺前進(jìn)方向平行。

4.掃描鏡的掃描運動方向與遙感平臺的運動方向垂直對稱。

5.光學(xué)分光系統(tǒng)通過形成色散光源再匯集到探測器上。這樣一來，成像光譜儀所獲取的圖像具有兩個特性：光譜分辨率和空間分辨率。

擺臂掃描式光譜成像儀

對于擺掃型光譜成像儀，我們可以進(jìn)行如下特點分析：

擺掃型光譜成像儀具有以下優(yōu)點：總視場很大（FOV可達(dá)90°），像元配準(zhǔn)良好，在任何波段下都能保持相同像元；在每個光譜波段只需要一個探測元件進(jìn)行定標(biāo)，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性；由于進(jìn)入物鏡后再分光，所以一臺儀器的光譜范圍可以非常廣泛，從可見光一直到熱紅外波段。

1.視野范圍：具備廣闊的視野范圍，可以達(dá)到90度的視野角度。

2.像元配準(zhǔn)：確保不同波段的圖像在任何時刻都以相同的像元為焦點。

3.定標(biāo)：每個波段只需對一個探測器元件進(jìn)行定標(biāo)，從而提高了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

4.波段范圍：可以通過將光線分光后進(jìn)入物鏡，實現(xiàn)寬廣的波段范圍。

然而，采用光機(jī)掃描會導(dǎo)致每個像元的觀測時間較短，因此要進(jìn)一步提高光譜分辨率和信噪比相對困難。這也是擺式光譜成像儀需要解決的重要問題。

因此，目前在波段全、實用性強(qiáng)的光譜成像儀方面，除了我國的OMIS系統(tǒng)之外，很多系統(tǒng)也屬于這個類別，如美國噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)開發(fā)的AVIRIS系統(tǒng)和美國GER公司的GERIS系統(tǒng)。但是，這些系統(tǒng)存在一些不足之處。由于采用了光機(jī)掃描技術(shù)，導(dǎo)致每個像元的觀察時間相對較短，這對于提高光譜和空間分辨率以及信噪比比較困難。