高光譜成像（Hyperspectral Imaging）是一種結(jié)合光譜分析與成像技術(shù)的多維度數(shù)據(jù)采集方法，能夠獲取目標(biāo)物體在連續(xù)窄波段范圍內(nèi)的光譜空間信息。照明源（光源）作為高光譜成像系統(tǒng)的核心組件之一，直接影響光譜數(shù)據(jù)的質(zhì)量、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍及系統(tǒng)適用性。中達(dá)瑞和將系統(tǒng)梳理高光譜成像中常用的照明源類型及其技術(shù)特點(diǎn)，并分析其適用場(chǎng)景。

2. 高光譜成像照明源分類

2.1 連續(xù)光譜光源

（1）鹵素?zé)簦℉alogen Lamp）

特點(diǎn)：

波長(zhǎng)范圍：350-2500 nm（可見(jiàn)光至近紅外）

光譜連續(xù)性好，適合寬波段成像

成本低，壽命較短（約2000小時(shí)）

熱效應(yīng)明顯，需散熱設(shè)計(jì)

應(yīng)用場(chǎng)景：實(shí)驗(yàn)室級(jí)高光譜成像、農(nóng)業(yè)檢測(cè)、文物分析

（2）氙燈（Xenon Lamp）

特點(diǎn)：

波長(zhǎng)范圍：200-1100 nm（紫外到近紅外）

高亮度、短脈沖模式（適用于瞬態(tài)成像）

壽命較短（約1000小時(shí)），能耗較高

應(yīng)用場(chǎng)景：生物醫(yī)學(xué)成像、材料科學(xué)、熒光激發(fā)

（3）白光LED陣列（White LED Array）

特點(diǎn)：

波長(zhǎng)范圍：400-700 nm（可見(jiàn)光）

能耗低、壽命長(zhǎng)（>50,000小時(shí)）、可調(diào)光強(qiáng)

光譜連續(xù)性較差（需多波段組合補(bǔ)償）

應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè)在線檢測(cè)、食品質(zhì)量監(jiān)測(cè)

2.2 單色/窄帶光源

（1）激光光源（Laser Source）

特點(diǎn)：

單色性極佳（波長(zhǎng)精度達(dá)0.1 nm）

方向性強(qiáng)、亮度極高（適用于遠(yuǎn)距離成像）

需配合分光系統(tǒng)或可調(diào)諧濾光片使用

應(yīng)用場(chǎng)景：激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）、顯微高光譜成像

（2）發(fā)光二極管（LED）

特點(diǎn)：

波長(zhǎng)范圍：380-950 nm（可選多種波長(zhǎng)）

高穩(wěn)定性、低發(fā)熱、壽命長(zhǎng)

需多組LED組合實(shí)現(xiàn)寬波段覆蓋

應(yīng)用場(chǎng)景：植物葉綠素檢測(cè)、皮膚病診斷

2.3 特殊用途光源

（1）太陽(yáng)模擬器（Solar Simulator）

特點(diǎn)：

模擬自然太陽(yáng)光譜（AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)）

高穩(wěn)定性、寬波段匹配光伏檢測(cè)需求

成本高、體積大

應(yīng)用場(chǎng)景：太陽(yáng)能電池測(cè)試、遙感校準(zhǔn)

（2）同步輻射光源（Synchrotron Radiation Source）

特點(diǎn)：

超高亮度、寬波段覆蓋（X射線至紅外）

準(zhǔn)直性極佳、能量分辨率高

依賴大型科研設(shè)施（如同步輻射中心）

應(yīng)用場(chǎng)景：材料微區(qū)分析、生物分子成像

（3）光纖耦合光源（Fiber-Coupled Source）

特點(diǎn)：

光源與成像系統(tǒng)分離，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境（如高溫、密閉空間）

支持鹵素?zé)?、LED等光源模塊

光路靈活但存在光損耗

應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè)內(nèi)窺鏡、井下探測(cè)

3. 照明源選擇的關(guān)鍵因素

4. 應(yīng)用場(chǎng)景與推薦光源

審核編輯 黃宇