光谱相机的光谱信息获取

光谱信息的获取方式主要依赖于不同分光技术和成像方法，将入射光分解为不同波长并记录其强度。以下是常见的光谱信息获取技术分类及原理：

‌1. 分光技术（物理分解波长）‌

‌(1) 滤光片法‌

‌原理‌：使用固定或可调滤光片选择特定波段的光通过，逐次成像。

‌固定滤光片轮‌：通过机械旋转不同波段的滤光片（如多光谱相机）。

‌液晶可调滤光片（LCTF）‌：电控调节透过波长（无需机械运动）。

‌声光可调滤光片（AOTF）‌：利用声波衍射选择特定波长。

‌特点‌：成本低、速度慢（需多次曝光），适合静态场景。

‌(2) 色散分光法‌

‌原理‌：利用棱镜或光栅将入射光色散为连续光谱，通过线阵或面阵传感器捕获。

‌棱镜分光‌：适用于宽光谱范围，但色散非线性。

‌光栅分光‌：色散均匀，分辨率高（如高光谱成像仪）。

‌成像方式‌：

‌推扫式（Push-broom）‌：逐行扫描目标，适用于卫星或无人机遥感。

‌摆扫式（Whisk-broom）‌：通过旋转镜扫描整个场景。

‌(3) 干涉分光法‌

‌原理‌：基于光的干涉效应，通过测量干涉图间接计算光谱。

‌傅里叶变换光谱（FTS）‌：通过扫描干涉仪光程差获取干涉图，再傅里叶变换得到光谱。

‌快照式干涉成像‌：单次曝光获取全光谱信息。

‌特点‌：高光通量、高信噪比，适合红外光谱或微弱信号检测。

‌

2. 计算成像法（硬件+算法结合）‌

‌(1) 压缩感知光谱成像‌

‌原理‌：通过编码孔径或空间光调制器（SLM）对光场进行编码，结合稀疏重建算法恢复光谱立方体。

‌特点‌：减少数据量，适合快照式成像（如单次曝光获取多光谱）。

‌(2) 深度学习增强‌

‌原理‌：从RGB图像中预测光谱信息（如基于神经网络的光谱重建）。

‌特点‌：依赖训练数据，无法完全替代物理分光，但可辅助低分辨率设备。

‌3. 传感器技术‌

‌(1) 多波段传感器阵列‌

‌原理‌：直接在传感器表面集成滤光片。

‌超像素结构‌：每个像素点覆盖不同波段滤光片（如消费级多光谱相机）。

‌(2) 量子点光谱仪‌

‌原理‌：利用量子点材料对不同波长的响应差异，通过算法反推光谱。

‌特点‌：体积小、成本低，适合便携设备（如手机集成）。

‌4. 主动照明与被动接收‌

‌(1) 被动式‌

‌原理‌：依赖自然光或环境光（如遥感卫星、普通光谱相机）。

‌适用场景‌：户外环境监测、天文观测。

‌(2) 主动式‌

‌原理‌：使用可控光源（如激光、LED）主动照射目标，分析反射或荧光光谱。

‌拉曼光谱‌：激光激发分子振动，检测散射光频移。

‌荧光成像‌：特定波长激发目标物质发光。

‌适用场景‌：实验室检测、生物医学成像。

‌5. 特殊应用技术‌

‌(1) 时间分辨光谱‌

‌原理‌：通过超快激光脉冲和探测器，记录光强随时间的变化（如荧光寿命成像）。

‌应用‌：化学反应动力学、生物分子相互作用。

‌(2) 空间外差光谱（SHS）‌

‌原理‌：结合光栅和干涉仪，通过空间频率分析光谱。

‌特点‌：高分辨率，适合大气成分监测。

👇点击以下名片，获取更多产品资料👇

欢迎咨询，欢迎交流