快照式高光譜相機主要的實現方式是將目標物體的三維數據立方體以降維的方式呈現在探測器上，然后再利用重建算法將探測器上得到的數據還原成目標物體的空間和光譜信息。本文主要介紹了快照式高光譜相機的光路結構。

目前，快照式高光譜相機研究的萬問王要有計算光譜成像、基于微透鏡陣列以及計算層析型高光譜成像等三大類。

基于計算層析成像光譜技術的快照式高光譜相機的光路結構如圖所示。該結構由前置成像系統（包括成像鏡頭、視場光闌等）、準直系統、分光系統以及再成像系統（包括再成像鏡頭、探測器等）等四部分組成。

快照式高光譜相機的光路結構

圖中，視場光闌設有兩種形式，分別是狹縫和方孔；視場光闌限制進入后續光路的光束范圍，控制可以成像的目標物體的范圍；其通過成像鏡頭與目標物體成物像共扼關系，準直透鏡與衍射光柵距離盡量靠近，以使后續光路能夠高效地收集到經過衍射光柵后分散的光束。探測器通過準直透鏡、再成像鏡頭與視場光闌成物像共輒關系。

視場光闌置于成像鏡頭與準直透鏡的焦平面處，目標物體的光線通過成像鏡頭在視場光闌（狹縫或方孔）處成縮小的像；到達視場光闌處的光線經過準直透鏡準直；準直后的光線經過特定衍射光柵發生衍射，使得不同波長的光束按一定的規律散射到不同的方向上；探測器置于再成像鏡頭的焦平面處，發生衍射以及未發生衍射的光線通過再成像鏡頭會聚到探測器上，完成數據采集。