成像光譜儀有哪些類型？成像光譜儀根據光電探測器的類型和掃描成像的方式，成像光譜儀大致可以分為兩類：一類是光機掃描式，另一類是推帚式。本文對光機掃描式和推帚式成像光譜儀的原理和特點做了介紹。

成像光譜儀主要由兩個部分構成：成像部分和光譜分光部分。成像部分負責對采集目標進行掃描成像，光譜分光部分負責將輻射的光譜波段劃分為更窄的波段。通常，成像光譜儀的系統瞬時視場為0.1mrad或毫弧度量級，然而檢測要求的總視場需要達到幾度甚至幾十度，為了擴大采集覆蓋的視場，通過掃描成像來實現。根據光電探測器的類型和掃描成像的方式，成像光譜儀大致可以分為兩類：一類是光機掃描式，其掃描成像方式是機械掃描成像，其光電探測器類型是線陣列探測器；另一類是推帚式，其掃描成像方式是推掃式成像，其光電探測器為大型面陣列探測器。

光機掃描式成像光譜儀：

機械掃描成像和分光探測是光機掃描式成像光譜儀的兩大部分。在平臺飛行中，光學-機械（光機掃描）機構按穿軌的方向進行行掃描。分光探測部分接受每個地面分辨元的輻射信息，其過程大致如下：像元輻射被分光器件按特定的光譜區間進行色散，然后分別落到線陣列探測器的光敏元件上。線陣列探測器的個數決定了成像光譜儀光譜波段的個數。每個線陣列探測器輸出特定波段的采集目標的圖像。如果線陣列探測器的光譜元件是方形的，則行掃描時間T是地面瞬時視場和飛行平臺軌道方向上的速度之比。

光機掃描又分為兩種類型：物面掃描和像面掃描。物面掃描是指在小視場的物鏡前的光路上添加掃描器件，使得物鏡瞬時視場掃描物體的不同部分，從而獲得較大的空間覆蓋面積。其優點是：由于成像光譜儀的物鏡視場小，容易獲得高品質的圖像。其缺點是：通常物鏡的口徑比較大，如果需要實現大范圍的掃描，尤其是二維面的掃描，則導致相應的機械裝置笨重復雜。像面掃描是指在一個大視場物鏡后的會聚光路上添加掃描器件，線性陣列探測器在一瞬間只能覆蓋到物鏡光學視場的一小部分，即相當于瞬時視場，此時需要通過二維掃描方式去完成一幀圖像的完整采集。

推帚式成像光譜儀：

隨著檢測要求的不斷提到，對于成像光譜儀的空間分辨率和光譜分辨率要求越來越高，光機掃描成像方式已經不能帶來技術上的突破了，然而面陣探測器CCD的出現和應用使得提高成像光譜儀的空間分辨率和光譜分辨率成為可能。推帚式成像光譜儀工作時，飛行平臺的運動和面陣列探測器的掃描完成二維空間的掃描，即有面陣列探測器的一維完成空間的掃描，而另一維完成光譜維度的掃描。其過程是：在飛行平臺移動的方向上，面陣列探測器上行探測器單元接受地面分辨元的輻射，經過探測器件的固體自掃描（內部的電子學掃描），得到該行的圖像信息。地面分辨元的輻射經過色散（分光）之后沿著焦平面的列方向展開，落到面陣列探測器列方向上的一維探測器的光敏元件之上。每個像元中，不同的光譜波段按照特定的光譜順序和寬度在列方向上展開。例如，一臺采用mxn元面陣列探測器的成像光譜儀，在行方向上的探測器單元數為m，即地面圖像一行的像元數目，在行方向上的探測器單元數為n，即經過分光器件分光的波段數目。