Η υπερφασματική κάμερα μπορεί να συνδυάσει την τεχνολογία απεικόνισης με την τεχνολογία φασματικής ανίχνευσης. Κατά την απεικόνιση των χωρικών χαρακτηριστικών του στόχου, μπορεί να σχηματίσει πολλαπλές στενές ζώνες για κάθε χωρικό εικονοστοιχείο για να επιτευχθεί συνεχής φασματική κάλυψη και διαφορετικές φασματικές πληροφορίες μπορούν να αντικατοπτρίζουν πλήρως το εσωτερικό των αντικειμένων. διαφορές στη φυσική δομή και τη χημική σύνθεση. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή χωρική δισδιάστατη-απεικόνιση, οι υπερφασματικές κάμερες μπορούν ταυτόχρονα να αποκτήσουν τις χωρικές και φασματικές πληροφορίες του στόχου. Κάτω από μια συγκεκριμένη χωρική ανάλυση, μπορεί να αποκτήσει το μοναδικό συνεχές χαρακτηριστικό φάσμα αντικειμένων σε ένα ευρύ φάσμα φάσματος, το οποίο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ακρίβεια των αντικειμένων. Η ακριβής αναγνώριση και ανίχνευση έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα και έχουν πλέον γίνει μια σημαντική-τεχνολογία αιχμής για την τηλεπισκόπηση του εδάφους.
Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας επίστρωσης φίλτρων, η ανάπτυξη φασματοσκοπικών υπερφασματικών καμερών φίλτρων έχει προωθηθεί σε μεγάλο βαθμό. Τα πλεονεκτήματα του φωτός και του μικρού μεγέθους έχουν γίνει σημαντικό μέρος των ωφέλιμων φορτίων υπερφασματικής τηλεπισκόπησης και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη δικτύωση μικρο-νανοδορυφορικών υπερφασματικών αστερισμών.
According to Memes Consulting, recently, the research group of Liu Chunyu from the Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics of the Chinese Academy of Sciences published a report on "The Development Status and Trends of Filter Spectroscopic Hyperspectral Cameras" in the journal "Infrared and Laser Engineering". article on the subject. Researcher Liu Chunyu is mainly engaged in the research of optical system design and overall design of optoelectronic system.
Σχηματικό διάγραμμα της αρχής της υπερφασματικής απεικόνισης
Αυτή η έρευνα εξετάζει κυρίως το φίλτρο-διαιρεμένες υπερφασματικές κάμερες και εισάγει το τυπικό φίλτρο-διαχωρισμένα ωφέλιμα φορτία υπερφασματικής απεικόνισης στο διάστημα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, καθώς και τα φίλτρα-διαχωρισμένα συστήματα υπερφασματικής απεικόνισης υπό ανάπτυξη στο έδαφος. Αναλύονται οι τεχνικές λύσεις, οι δείκτες απόδοσης και οι προοπτικές εφαρμογής αυτών των συστημάτων και εκτίθενται τα τεχνικά χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των υπερφασματικών καμερών που βασίζονται στην αρχή της φασματοσκοπίας φίλτρων. Τέλος, εξετάζεται η τάση ανάπτυξης των υπερφασματικών καμερών φασματοσκοπίας φίλτρων.
Η υπερφασματική κάμερα του τροχού φίλτρου χρησιμοποιεί τον τροχό φίλτρου ως στοιχείο διάσπασης-του φωτός και λαμβάνει φασματικές εικόνες διαφορετικών ζωνών μήκους κύματος περιστρέφοντας τον τροχό φίλτρου, ολοκληρώνοντας έτσι τη διαίρεση του πολυχρωματικού φωτός σε μονοχρωματικό φως. Το βασικό στοιχείο της υπερφασματικής κάμερας του τροχού φίλτρου είναι ο τροχός φίλτρου, ο οποίος μπορεί να αντικαταστήσει τον τροχό φίλτρου της αντίστοιχης φασματικής περιοχής σύμφωνα με τις διαφορετικές ζώνες παρατήρησης. Η δομή της οπτικής διαδρομής είναι απλή και η φασματική ζώνη μπορεί να αντικατασταθεί με ευελιξία. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας φασματικής απεικόνισης, ο αριθμός των ζωνών ανίχνευσης αυξάνεται και ο τροχός του φίλτρου δεν μπορεί πλέον να ανταποκριθεί στην παρατήρηση ευρέος φάσματος και υψηλής ανάλυσης, επομένως χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στην ανίχνευση πολλαπλών-φασμάτων.
Οι υπερφασματικές κάμερες με δυνατότητα συντονισμού φίλτρων χρησιμοποιούν συντονίσιμα φίλτρα ως φασματοσκοπικά στοιχεία. Σύμφωνα με διαφορετικές μεθόδους συντονισμού, διακρίνονται κυρίως σε υπερφασματικές κάμερες με δυνατότητα συντονισμού φίλτρων υγρών κρυστάλλων (LCTF), φίλτρα κοιλότητας acousto-οπτικά συντονισμένα φίλτρα Acousto-Υπερφασματική κάμερα οπτικού συντονισμού (AOTF), φίλτρο κοιλότητας FP με δυνατότητα συντονισμού MEMS Υπερφασματική κάμερα (MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters).
Η υπερφασματική κάμερα φίλτρου σε σχήμα σφήνας-, γνωστή και ως υπερφασματική κάμερα τύπου φίλτρου κλίσης, μπορεί να επιτύχει συνεχή δειγματοληψία στη φασματική περιοχή και στη χωρική περιοχή. Η σχεδίασή του είναι να χρησιμοποιεί ένα πολυστρωματικό μέσο λεπτής μεμβράνης σε σχήμα σφήνας-ως φίλτρο, και εγκαθίσταται στη θέση κοντά στον ανιχνευτή δύο διαστάσεων Πολλά εικονοστοιχεία του ανιχνευτή αντιστοιχούν σε μια ορισμένη φασματική ζώνη του φίλτρου βαθμίδωσης. Σύμφωνα με την αντίστοιχη σχέση μεταξύ κάθε ζώνης μήκους κύματος του φίλτρου βαθμίδωσης και του εικονοστοιχείου ανιχνευτή, η υπερφασματική κάμερα με ντεγκραντέ φίλτρο μπορεί να χωριστεί σε τύπο γραμμικής κλίσης και τύπο διάταξης φίλτρου.
Δομή φίλτρου γραμμικής κλίσης και φασματικό διάγραμμα
Quantum dots, also known as "nanocrystals", are inorganic materials with high intrinsic stability and a radius smaller than that of the bulk exciton Bohr radius. By integrating different types of quantum dots, simultaneous detection of different wavelengths can be achieved. The quantum dot spectrometer (CQD) is developed based on this principle. Spectrometers in the traditional concept are equipped with high-precision optical and mechanical components, which are bulky, expensive, and complex in structure, and their application fields are severely limited.
Σχηματικό διάγραμμα φασματογράφου κβαντικής κουκκίδας κοντά-υπέρυθρου
Γενικά, η φασματοσκοπική υπερφασματική κάμερα φίλτρου βρίσκεται στα σπάργανά της και η φασματική της ανάλυση δεν μπορεί να συγκριθεί με τη φασματοσκοπική μέθοδο διασποράς πλέγματος υψηλής ακρίβειας{{0}. Η γενική κατεύθυνση ανάπτυξης των υπερφασματικών καμερών, ειδικά με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επίστρωσης και των νέων υλικών όπως οι κβαντικές κουκκίδες, η φασματική ανάλυση και ο ρυθμός χρήσης ενέργειας των υπερφασματικών καμερών που βασίζονται στην επίστρωση έχουν βελτιωθεί σημαντικά και το κόστος έρευνας και ανάπτυξης αναμένεται να περαιτέρω αύξηση. Επιπλέον, ο συνδυασμός του φίλτρου και του ανιχνευτή θα βελτιώσει περαιτέρω τη φασματική ανάλυση του συστήματος, η οποία μπορεί ακόμη και να είναι συγκρίσιμη με τη φασματοσκοπία διασποράς πλέγματος υψηλής ακρίβειας. Επομένως, ο συνδυασμός του φίλτρου και του στοιχείου ανιχνευτή είναι επίσης τύπος επίστρωσης. Μια σημαντική τάση ανάπτυξης στις φασματικές κάμερες. Δεν είναι δύσκολο να διαπιστωθεί ότι η ανάπτυξη υπερφασματικών καμερών τύπου φίλτρου-θα προωθήσει την ανατρεπτική ανάπτυξη στον τομέα της υπερφασματικής απεικόνισης και ως εκ τούτου θα οδηγήσει στην ανάπτυξη τεχνολογίας υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για μικρο-νανοδορυφόρους , που θα βρίσκεται σε τροχιά για τον μελλοντικό αστερισμό μικρο-νανο-υπερφασματικών δορυφόρων. Η λειτουργία της επιχείρησης, η καλύτερη εξυπηρέτηση της εθνικής οικονομίας και η δημιουργία τεχνικών θεμελίων.
Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (41504143), το Έργο Ανάπτυξης Εξοπλισμού Επιστημονικής Έρευνας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (YJKYYQ20190044), το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της επαρχίας Anhui (1908085 ME135) και την Ένωση Προώθησης Καινοτομίας Νέων της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (2016203).
