原标题：光谱仪器专题篇(四)：光谱仪器之干涉成像光谱仪

光谱仪器中的干涉成像光谱仪是一种利用干涉原理获得目标物体二维空间图像和一维光谱信息的先进仪器。以下是对干涉成像光谱仪的详细介绍：

一、基本原理

干涉成像光谱仪利用干涉原理，将目标的光分成两束，通过控制两束光的光程差，并使两束光在感光元件处相遇发生干涉，从而获得一系列随光程差变化的干涉图样。这些干涉图样经过处理、反演后，可以得到物体的图像及光谱三维信息，即目标每一点的光谱曲线。

二、类型

干涉成像光谱仪主要分为时间调制型和空间调制型两种：

1. 时间调制型干涉成像光谱仪：

• 基于迈克尔逊干涉仪原理，依靠动镜扫描产生干涉图。

• 需要一套高精度的动镜驱动系统，对机械结构的加工精度和传动精度要求苛刻。

• 优点在于容易获得较宽的光谱信息以及高的光谱分辨率，特别适合于远红外光谱的测量。

• 但其实时性较差，且不能测量迅速变化的空间和光谱。

2. 空间调制型干涉成像光谱仪：

• 依靠探测器的阵列扫描产生干涉图，无需运动部件，稳定性强，实时性好。

• 常见的分光元件有变形的Sagnac干涉仪和双折射晶体。

• 能够克服时间调制型干涉成像光谱仪的缺点，制造成本更低，且能探测的波段更宽、抗振性能更佳。

三、技术特点

1. 高通量：与色散型成像光谱仪相比，干涉型成像光谱仪在相同分辨率条件下，通量高出约200倍，光能利用率提高1～2个数量级。

2. 多通道：能够同时测量所有谱线元的干涉强度，对干涉图进行逆傅里叶变换即可得到目标的光谱图。

3. 较大视场：在满足空间分辨率的前提下，干涉型成像光谱仪的狭缝可以较宽，从而使狭缝面积和视场角较大。

四、应用领域

干涉成像光谱仪在多个领域都有广泛的应用前景，包括：

1. 军事领域：与可见光照相侦察技术相比，成像光谱技术对伪装、隐藏目标具有更强的发现能力。能够侦察出隐藏在树林中的火炮、坦克、车辆等目标。

2. 环境监测：通过对不同物质反射光谱的分析，可以识别出环境中的污染物质及其含量，为环境保护提供数据支持。

3. 地质勘探：利用干涉成像光谱仪可以探测月球表面被观测元素和矿物、岩石的数据，绘制各元素的全月球分布图，发现月球表面资源富积区。

4. 其他领域：如大气科学、生态、水文、海洋等学科中，干涉成像光谱仪也发挥着重要作用。

五、发展前景

随着计算机科学技术的快速发展和高速计算技术的普及，干涉成像光谱技术得到了进一步的发展和完善。未来，干涉成像光谱仪有望在更多领域得到应用，并不断提高其光谱分辨率、光通量和实时性等性能指标，为科学研究和技术应用提供更加精确和可靠的数据支持。