原標題：光譜儀器專題篇(四)：光譜儀器之干涉成像光譜儀

光譜儀器中的干涉成像光譜儀是一種利用干涉原理獲得目標物體二維空間圖像和一維光譜信息的先進儀器。以下是對干涉成像光譜儀的詳細介紹：

一、基本原理

干涉成像光譜儀利用干涉原理，將目標的光分成兩束，通過控制兩束光的光程差，并使兩束光在感光元件處相遇發(fā)生干涉，從而獲得一系列隨光程差變化的干涉圖樣。這些干涉圖樣經過處理、反演后，可以得到物體的圖像及光譜三維信息，即目標每一點的光譜曲線。

二、類型

干涉成像光譜儀主要分為時間調制型和空間調制型兩種：

1. 時間調制型干涉成像光譜儀：

• 基于邁克爾遜干涉儀原理，依靠動鏡掃描產生干涉圖。

• 需要一套高精度的動鏡驅動系統(tǒng)，對機械結構的加工精度和傳動精度要求苛刻。

• 優(yōu)點在于容易獲得較寬的光譜信息以及高的光譜分辨率，特別適合于遠紅外光譜的測量。

• 但其實時性較差，且不能測量迅速變化的空間和光譜。

2. 空間調制型干涉成像光譜儀：

• 依靠探測器的陣列掃描產生干涉圖，無需運動部件，穩(wěn)定性強，實時性好。

• 常見的分光元件有變形的Sagnac干涉儀和雙折射晶體。

• 能夠克服時間調制型干涉成像光譜儀的缺點，制造成本更低，且能探測的波段更寬、抗振性能更佳。

三、技術特點

1. 高通量：與色散型成像光譜儀相比，干涉型成像光譜儀在相同分辨率條件下，通量高出約200倍，光能利用率提高1～2個數(shù)量級。

2. 多通道：能夠同時測量所有譜線元的干涉強度，對干涉圖進行逆傅里葉變換即可得到目標的光譜圖。

3. 較大視場：在滿足空間分辨率的前提下，干涉型成像光譜儀的狹縫可以較寬，從而使狹縫面積和視場角較大。

四、應用領域

干涉成像光譜儀在多個領域都有廣泛的應用前景，包括：

1. 軍事領域：與可見光照相偵察技術相比，成像光譜技術對偽裝、隱藏目標具有更強的發(fā)現(xiàn)能力。能夠偵察出隱藏在樹林中的火炮、坦克、車輛等目標。

2. 環(huán)境監(jiān)測：通過對不同物質反射光譜的分析，可以識別出環(huán)境中的污染物質及其含量，為環(huán)境保護提供數(shù)據支持。

3. 地質勘探：利用干涉成像光譜儀可以探測月球表面被觀測元素和礦物、巖石的數(shù)據，繪制各元素的全月球分布圖，發(fā)現(xiàn)月球表面資源富積區(qū)。

4. 其他領域：如大氣科學、生態(tài)、水文、海洋等學科中，干涉成像光譜儀也發(fā)揮著重要作用。

五、發(fā)展前景

隨著計算機科學技術的快速發(fā)展和高速計算技術的普及，干涉成像光譜技術得到了進一步的發(fā)展和完善。未來，干涉成像光譜儀有望在更多領域得到應用，并不斷提高其光譜分辨率、光通量和實時性等性能指標，為科學研究和技術應用提供更加精確和可靠的數(shù)據支持。