常用高光谱成像器

2.3.3　常用高光谱成像器

1.ImSpector系列高光谱成像器

一套完整的高光谱成像系统由高光谱镜头、成像光谱仪和相机三大部分构成。图2－10所示为芬兰Specim公司高光谱成像器的结构示意图，包括高光谱相机镜头、成像光谱仪和相机检测器。其他公司产品的结构也基本一样。

图2－10　芬兰Specim公司高光谱成像器的结构示意图

ImSpector系列高光谱成像器是芬兰Specim公司的系列产品（www.specim.fi）。成像光谱仪均采用PGP色散元件。产品型号包含有10余种，其中两款为拉曼光谱成像。图2－11所示为笔者实验室使用的、型号为ImSpector V10E的成像光谱仪实物图。

ImSpector系列高光谱仪参数如表2－1所示。

图2－11　ImSpector V10E成像光谱仪

表2－1　ImSpector系列光谱仪参数

表2－1中各参数的定义阐述如下。

①光谱分辨率　光谱分辨率是指分辨两条相邻谱线的能力。单位为nm或cm^－1，cm^－1也可表示波数，即是波长的倒数，两者之间的换算为波数＝10 000 000/波长nm。

②色散参数　色散参数是指单位光源光谱宽度，表征某种材料对光源（光波谱线）的分离作用。色散越大，其成像的清晰度就越差。

③数值孔径　数值孔径又称镜口率，简写为N.A。它是由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（α/2）的正弦值的乘积，即N.A＝n·sin（α/2）。数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者（尤其对物镜而言）消位置色差能力高低的重要标志。

④狭缝　狭缝是成像光谱仪的主要部件之一。它是一条宽度可调、狭窄细长的缝孔，分为固定狭缝、单边可调的非对称式狭缝和双边可调的对称式狭缝三种。光辐射经光谱仪色散分光后的每条谱线，都是入射狭缝的像。狭缝宽度的单位为μm。

2.Hyperspec系列高光谱成像器

Hyperspec系列高光谱成像器是美国Headwall公司系列产品。Hyperspec高光谱成像光谱仪是基于同轴全反射，f/2光学设计，采用独特的像差校正系统构建而成。该系列成像器采用远心光学设计，有效地降低了杂散光和像差对系统的干扰。系统的物镜采用超低色散的透镜和针对光谱仪的成像光谱范围的防反射涂层的设计，这就更进一步增强了Hyperspec成像系统的性能，使其达到高信号透过率和低杂散光。对于Headwall公司系列部分产品的主要参数，读者可参考Headwall公司主页的产品信息（www.headwallphotonics.com）。