光谱成像的核心在于分离光的颜色（波长）。早在17世纪，物理学家牛顿通过棱镜实验揭示了光的色散现象——白光穿过棱镜后分解成了彩虹般的色彩。这一现象的本质在于不同波长的光具有不同的折射率，因此在经过棱镜折射时发生空间分离。

然而，传统的折射率色散在透明介质中效果较弱，而那些具有强色散效应的介质通常伴随显著的光学损耗，导致透光效率大大降低。此外，这一传统的棱镜色散是在空间域中实现波长分离，难以直接应用于成像 —— 传统光谱成像系统通常通过线扫描（push-broom scanning）来构建二维图像，这种扫描方式大大限制了系统的效率和应用场景。