高光谱成像技术在物证检验领域的应用具有非常重要的意义, 其不仅能够记录物证的光谱特征用以分析物质成分, 而且能够准确记录不同成分的空间分布情况, 从而实现无损、 快速、 定位分析物证成分的功能。 高光谱成像物证检验技术的光谱检测范围通常集中在可见-近红外区域, 而现有基于高光谱成像技术的物证检测设备基本只能单独覆盖可见波段或者近红外波段, 无法实现可见-近红外的宽波段检测需求。 为了拓宽成像光谱仪的检测波段范围从而实现提高物证检验精度和增加物证检验种类的目的, 首先分析了推扫式成像光谱仪的组成结构及工作原理, 剖析了直接研制宽波段成像光谱仪的技术难度和高昂成本, 最后提出了将短波段范围的400～1 000 nm可见高光谱成像仪和900～1 700 nm近红外高光谱成像仪相结合的方式实现宽波段范围的方法。 通过2台高光谱成像设备线视场匹配将独立的2台设备联合作为1台设备使用, 采用定标板辅助装调的方法实现2台高光谱成像仪线视场的像素级拼接, 将设备拼接带来的误差降低到不影响输出结果的程度, 最终研制出一种波段范围可达400～1 700 nm的可见-近红外宽波段高光谱物证检测设备。 搭建实验系统, 分别固定2台独立的短波段范围高光谱成像光谱仪, 利用平移台带动检材沿着垂直于线视场的方向移动实现推扫, 所获取的数据立方体具有400～1 700 nm的宽光谱范围, 400～1 000 nm的光谱分辨率为2.5 nm, 1 000～1 700 nm的光谱分辨率为4 nm。 实验结果表明该方法的可行性, 对于宽波段高光谱成像仪的研制具有指导意义, 使高光谱成像仪在物证检验领域具有更高的应用价值和更广的应用范围。

为了保证中阶梯光栅光谱仪能够具有足够的波段范围, 设计了一套校正装置,对该校正装置的校正原理、波段校正范围、校正分辨率等问题进行了讨论和研究。首先, 对中阶梯光栅光谱仪的光学元件进行了公差分析, 并介绍了自动光谱校正的原理和流程。选定聚焦镜作为调整环节并根据CCD接收器像面的利用情况给出了调整分辨率要求, 然后设计了校正装置, 并对校正装置的分辨率进行了理论计算。最后, 对校正装置的校正效果进行了实验验证。实验结果表明: 校正装置在方位方向的校正分辨率可达0.006 25°、俯仰方向的分辨率可达0.006 25°、前后方向的分辨率可达0.005 mm。校正装置可以将10像素的波段偏移调整回CCD正常接收范围内, 从而保证光谱仪器的全谱段波段范围。