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高光谱相机可以将成像技术与光谱检测技术结合起来。 在对目标的空间特征进行成像的同时，可以为每个空间像素形成多个窄波段，实现连续的光谱覆盖。 不同的光谱信息可以充分反映地物的内部结构。 物理结构和化学成分的差异。 与传统的二维空间成像相比，高光谱相机可以同时获取目标的空间和光谱信息。 在一定的空间分辨率下，可以在较宽的光谱范围内获取地物特有的连续特征光谱。 准确识别和检测具有显着优势，已成为地球遥感的重要前沿技术，在农业、林业、水土矿业等资源调查和环境监测领域具有重要应用价值。

随着滤光片镀膜技术的快速发展，极大地促进了滤光片分光高光谱相机的发展。 目前，基于滤光光谱原理的高光谱相机以其轻便、体积小等优点成为高光谱遥感载荷的重要组成部分，并在微纳卫星高光谱星座组网中得到广泛应用。

据麦姆斯咨询报道，近日，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所刘春雨研究员课题组发表文章《滤光片高光谱技术发展现状与趋势》相机”在“红外和激光工程”杂志上。 文章的主题。 刘春雨研究员主要从事光学系统设计和光电系统总体设计的研究工作。

高光谱成像原理示意图

本研究主要综述了滤光分光型高光谱相机，介绍了国内外典型的分光滤光分光光度计星载高光谱成像载荷，以及地面在研的分光滤光分光成像系统高光谱成像系统。 分析了这些系统的技术方案、性能指标和应用前景，阐述了基于滤光片分光原理的高光谱相机的技术特点、优缺点。 最后预测了滤光片高光谱相机的发展趋势。

滤光轮高光谱相机以滤光轮作为分光元件，通过旋转滤光轮获得不同波段的光谱图像，从而完成多色光到单色光的分光。 滤光轮高光谱相机的关键部件是滤光轮，可以根据观测波段的不同更换相应光谱范围的滤光轮。 光路结构简单，光谱波段更换灵活。 随着光谱成像技术的发展，检测波段的数量不断增加，滤光轮已不能满足宽光谱、高分辨率的观察，因此越来越多地应用于多光谱检测。

可调谐滤波器高光谱相机以可调谐滤波器作为分光元件，主要分为液晶可调谐滤波器（Liquid Crystal Tunable Filter，LCTF）高光谱相机、声光可调谐滤波器Acousto-Optic Tunable Filter（AOTF）高光谱相机、MEMS可调谐FP腔体滤波器（MEMS 可调法布里-珀罗腔体滤波器）高光谱相机。

楔形滤光片高光谱相机又称梯度滤光片高光谱相机，可以实现光谱区和空间区的连续采样。 其设计理念是采用楔形多层薄膜介质作为滤光片，并紧靠二维阵列探测器的位置安装光纤光谱仪的优缺点?，使探测器的若干个像元对应梯度的某一光谱带筛选。 根据梯度滤波器各波段与探测器像素的对应关系，梯度滤波器高光谱相机可分为线性梯度型和滤波器阵列型。

线性梯度滤光片结构及分光示意图

量子点又称“纳米晶”，是一种自稳定性高的无机材料，其半径小于体激子玻尔半径。 将不同类型的量子点集成在一起，可以实现不同波段的同时检测，量子点光谱仪（CQD）就是基于这一原理发展起来的。 传统概念中的光谱仪配备高精度光学和机械部件，体积大、价格昂贵、结构复杂，应用领域受到严重限制。 量子点光谱仪的出现，突破了上述局限，为微型光谱仪的推广提供了新的思路。

近红外量子点光谱仪示意图

一般来说，滤光片分光式高光谱相机处于起步阶段，其光谱分辨率无法与高精度光栅色散分光法相比。 高光谱相机的总体发展方向，特别是随着镀膜技术、量子点等新材料的发展，基于镀膜的高光谱相机的光谱分辨率和能量利用率有了很大的提高，研发成本有望下降进一步增加。 此外，光学滤波器和检测器的组合将进一步提高系统的光谱分辨率，甚至可以与高精度光栅色散光谱相媲美。 因此，光学滤光片与探测器元件的结合也是镀膜型高光谱相机的一大发展趋势。 不难看出，滤光式高光谱相机的发展将推动高光谱成像领域的颠覆性发展，进而带动微纳卫星高光谱遥感技术的发展，为未来的发展提供基础。在轨微纳高光谱卫星星座网络。 企业运作光纤光谱仪的优缺点?，为更好地服务于国民经济奠定技术基础。

本项目得到国家自然科学基金（41504143）、中国科学院科研装备研制项目（YJKYYQ20190044）、安徽省自然科学基金（1908085 ME135）、青年创新促进会资助中国科学院学报(2016203).