장춘광학연구소, 필터 분광형 초분광 카메라의 개발 상황과 동향 분석

하이퍼스펙트럴 카메라는 이미징 기술과 스펙트럼 감지 기술을 결합할 수 있으며 대상의 공간적 특징을 이미징하는 동안 각 공간 이미지 요소에 대해 여러 협대역을 형성하여 연속적인 스펙트럼 범위를 달성할 수 있으며 다양한 스펙트럼 정보는 물리적 특성의 차이를 완전히 반영할 수 있습니다. 피쳐 내의 구조 및 화학 성분. 기존의 2차원 공간 이미징과 비교하여 하이퍼스펙트럼 카메라는 대상에 대한 공간 및 스펙트럼 정보를 얻을 수 있습니다. 특정 공간 분해능에서 광범위한 스펙트럼 대역에서 지면 지형의 고유한 연속 스펙트럼 특성을 얻을 수 있으며 이는 지면 특성을 정확하게 식별하고 감지하는 데 상당한 이점이 있습니다. 농업, 임업, 물, 토양, 광업 및 기타 자원 조사 및 환경 모니터링에 상당한 응용 가치가 있습니다.

필터 코팅 기술의 급속한 발전과 함께 필터 분광 초분광 카메라의 개발이 광범위하게 추진되었습니다. 필터 분광 원리에 기반한 초분광 카메라는 넓은 대역폭, 높은 공간 분해능, 높은 분광 분해능, 가볍고 작은 크기의 장점으로 초분광 원격 감지 부하의 필수적인 부분이 되었습니다. 그들은 마이크로 나노 위성 초 분광 별자리 네트워크에서 널리 사용됩니다.

McMasters Consulting에 따르면, 중국 과학원 장춘 광학 및 정밀 역학 및 물리학 연구소의 Liu Chunyu 연구 그룹은 최근 "필터 분광 초분광 카메라의 상태 및 동향"이라는 주제로 적외선 및 레이저 공학 저널에 기사를 발표했습니다. 개발." Liu Chunyu는 주로 광학 시스템 설계 및 광전자 시스템의 전체 설계 연구에 종사하고 있습니다.

초분광 이미징 원리의 개략도

이 연구는 주로 필터 분광 초분광 카메라를 검토하고 국내외의 일반적인 필터 분광 온보드 초분광 이미징 페이로드와 지상에서 개발 중인 필터 분광 초분광 이미징 시스템을 소개하고 기술 솔루션, 성능 지표 및 응용을 분석합니다. 필터 분광 원리 기반 초분광 카메라의 기술적 특징과 장단점을 설명한다. 필터 분광기 원리에 기반한 초분광 카메라의 기술적 측면과 장단점을 설명하고, 마지막으로 필터 분광 카메라의 발전 동향을 예견한다.

필터 휠 초분광 카메라는 필터 휠을 분광 요소로 사용하여 필터 휠을 회전시켜 서로 다른 파장 대역의 분광 이미지를 얻음으로써 복합광에서 단색광까지의 분광 분리를 완료합니다. 필터 휠 하이퍼스펙트럼 카메라의 중요한 구성 요소는 필터 휠이며, 필터 휠은 다른 관측 대역에 따라 해당 스펙트럼 범위를 대체할 수 있습니다. 스펙트럼 이미징 기술의 발전으로 감지 밴드의 수가 증가하고 필터 휠이 더 이상 고해상도 관찰의 넓은 범위를 충족할 수 없으므로 다중 스펙트럼 감지에 점점 더 많이 사용됩니다.

가변 필터 초분광 카메라는 가변 필터를 분광 성분으로 사용하며 주로 LCTF(Liquid Crystal Tunable Filter) 초분광 카메라, AOTF(Acousto-Optic Tunable Filter) 초분광 카메라, MEMS 가변 FP 공동 카메라로 구분됩니다. MEMS 가변 AOTF(Fabry-Perot Cavity Filters) 초분광 카메라.

튜너블 필터 하이퍼스펙트럼 카메라라고도 하는 쐐기형 필터 하이퍼스펙트럼 카메라는 스펙트럼 및 공간 영역에서 연속 샘플링을 가능하게 합니다. 개념은 쐐기 모양의 다층 박막 매체를 필터로 사용하고 센서의 여러 이미지 요소가 가변 필터의 특정 스펙트럼 대역에 해당하도록 2차원 어레이 검출기 근처에 장착하는 것입니다. 그래디언트 필터의 막대와 검출기의 이미지 요소 사이의 대응에 따라 그래디언트 필터 하이퍼스펙트럼 카메라는 선형 그래디언트 및 필터 어레이 유형으로 나눌 수 있습니다.

프로그레시브 선형 필터의 구조 및 분광학

"나노 결정"이라고도 알려진 양자점은 매우 안정적이고 큰 엑시톤 파동의 반경보다 작은 반경을 갖는 무기 물질입니다. 서로 다른 유형의 양자점을 통합하면 서로 다른 파장을 동시에 감지할 수 있으며 이는 양자점 분광기(CQD) 개발의 기본 원리입니다. 고정밀 광학 및 기계 구성 요소가 있는 분광계의 기존 개념은 부피가 크고 비싸며 복잡하며 응용 분야가 매우 제한적입니다.

NIR 양자점 분광계의 원리도

일반적으로 필터 분광형 하이퍼스펙트럼 카메라는 초기 단계에 있으며 스펙트럼 분해능은 여전히 ​​고정밀 격자 분산 분광법과 비교할 수 있어야 합니다. 또한 필터와 검출기의 조합은 시스템의 스펙트럼 해상도를 더욱 향상시켜 고정밀 격자 분산 분광법과 비교할 수 있습니다. 따라서 필터와 검출기 웨이퍼를 결합하는 것도 코팅된 초분광 카메라의 중요한 개발 추세입니다. 필터 기반의 초분광 카메라의 개발은 초분광 이미징 분야의 획기적인 성장을 주도할 것이며, 이는 마이크로 나노 위성에 대한 초분광 원격 감지 기술의 개발을 유발하고 기술적 국가 경제에 더 나은 서비스를 제공하기 위해 궤도에 있는 마이크로 나노 초분광 위성 별자리의 미래 운영 운영을 위한 기반.

이 프로젝트는 중국 국립 자연 과학 재단(41504143), 중국 과학원 연구 장비 개발 프로젝트(YJKYYQ20190044), 안휘성 자연 과학 재단(1908085 ME135), 중국과학원(2016203).