光譜相機的工作原理主要基于不同物質對不同波長光的吸收、反射和透射特性存在差異，以下是其具體工作過程：

一、光的收集

目標物體在光源照射下，其表面會對光產生吸收、反射和透射等相互作用。光譜相機的光學系統（如透鏡、反射鏡等）收集這些反射或透射回來的光，并將其聚焦到分光元件上。

二、光的分光

分光元件是光譜相機的核心部件之一，常見的分光元件有光柵、棱鏡、濾光片等。

光柵分光：光波穿過狹縫等障礙物后，不同波長的光會發生不同程度的彎散傳播，再通過光柵進行衍射分光，形成一條條譜帶。經過狹縫的光由于不同波長照射到不同的探測器像元上。

棱鏡分光：入射光通過棱鏡后被分成不同的方向，然后照射到不同方向的探測器上進行成像。棱鏡分光后，在棱鏡的出射面鍍了不同波段的濾光膜，使得不同方向的探測器可以采集到不同光譜信息。

濾光片分光：利用聲光衍射原理，由聲光介質、換能器陣列和聲終端三部分組成，通過聲光相互作用，改變射頻信號頻率，來實現衍射光波長范圍的光譜掃描。

三、光的探測與轉換

分光后的不同波長的光信號被探測器陣列感應并轉換，探測器通常對特定的波長范圍很敏感，常見的探測器材料包括硅（用于可見光）和砷化銦鎵（InGaAs）或碲化汞鎘（MCT）（用于紅外波長） 。探測器將光信號轉化為電信號或數字信號。

四、數據處理與分析

數據采集：數據采集系統將來自探測器陣列的模擬信號轉換為可由計算機處理的數字格式，通常包括模數轉換器（ADC）和高速數據傳輸接口。

數據組織：捕獲的數據被組織成一個三維高光譜數據立方體，其中有兩個空間軸（x 和 y）對應于場景，一個光譜維度（λ）對應于波段，每個體素都包含場景中特定點的光譜信息 。

校準校正：對原始高光譜數據進行校準和校正，針對傳感器噪聲、失真和環境因素等進行處理，通常涉及暗電流減法、平場校正和波長校準等操作，以確保光譜數據的準確性和一致性 。

分析解讀：使用先進的算法對處理后的高光譜數據進行分析，如光譜解混、主成分分析等，還可將像素光譜特征與已知光譜特征庫進行比較，以識別和分類材料。