Kamera hiperspektralna może łączyć technologię obrazowania z technologią detekcji spektralnej. Podczas obrazowania cech przestrzennych celu może tworzyć wiele wąskich pasm dla każdego piksela przestrzennego, aby uzyskać ciągłe pokrycie widmowe, a różne informacje widmowe mogą w pełni odzwierciedlać wnętrze obiektów. różnice w budowie fizycznej i składzie chemicznym. W porównaniu z tradycyjnym przestrzennym obrazowaniem dwu-wymiarowym, kamery hiperspektralne mogą jednocześnie pozyskiwać informacje przestrzenne i spektralne obiektu docelowego. Przy określonej rozdzielczości przestrzennej może uzyskać unikalne ciągłe charakterystyczne widmo obiektów w szerokim zakresie widmowym, co może znacznie poprawić dokładność obiektów. Dokładna identyfikacja i wykrywanie mają istotne zalety i stały się obecnie ważną,-nowoczesną technologią teledetekcji gruntu.
Wraz z szybkim rozwojem technologii powlekania filtrów, rozwój spektroskopowych kamer hiperspektralnych z filtrem został znacznie promowany. Zalety światła i małych rozmiarów stały się ważną częścią hiperspektralnych ładunków teledetekcyjnych i są szeroko stosowane w sieciach konstelacji hiperspektralnych mikro-satelitów.
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.
Schemat ideowy zasady obrazowania hiperspektralnego
W ramach tych badań dokonano głównie przeglądu filtrów-kamer hiperspektralnych z podziałem i wprowadzono typowe filtry-podzielone obrazowanie hiperspektralne w przestrzeni kosmicznej w kraju i za granicą, a także filtry-systemy z podziałem obrazu hiperspektralnego rozwój na ziemi. Przeanalizowano rozwiązania techniczne, wskaźniki wydajności i perspektywy zastosowań tych systemów, objaśniono właściwości techniczne, zalety i wady kamer hiperspektralnych opartych na zasadzie spektroskopii filtracyjnej. Na koniec badany jest trend rozwoju kamer hiperspektralnych do spektroskopii filtracyjnej.
Kamera hiperspektralna z kołem filtrów wykorzystuje koło filtrów jako element -rozszczepiający światło i uzyskuje obrazy spektralne o różnych długościach fal, obracając koło filtrów, kończąc w ten sposób podział światła polichromatycznego na światło monochromatyczne. Kluczowym elementem kamery hiperspektralnej z kołem filtrów jest koło filtrów, które może zastąpić koło filtrów w odpowiednim zakresie widmowym w zależności od różnych pasm obserwacji. Struktura ścieżki optycznej jest prosta, a pasmo widmowe można elastycznie wymieniać. Wraz z rozwojem technologii obrazowania spektralnego rośnie liczba pasm detekcji, a koło filtrów nie jest już w stanie sprostać obserwacji szerokiego widma i wysokiej rozdzielczości, dlatego jest coraz częściej wykorzystywane w detekcji wielo-spektralnej.
Kamery hiperspektralne z przestrajalnym filtrem wykorzystują przestrajalne filtry jako elementy spektroskopowe. Zgodnie z różnymi metodami dostrajania, dzielą się one głównie na przestrajalne filtry ciekłokrystaliczne (LCTF), kamery hiperspektralne, akustyczno-przestrajalne filtry Akusto-przestrajalny filtr optyczny (AOTF), przestrajalny filtr wnękowy FP MEMS (MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters) kamera hiperspektralna.
Kamera hiperspektralna z filtrem w kształcie klina-, znana również jako kamera hiperspektralna z filtrem gradientowym, może uzyskać ciągłe próbkowanie w obszarze widmowym i obszarze przestrzennym. Jego koncepcja konstrukcyjna polega na użyciu wielowarstwowego-w kształcie klina nośnika cienkowarstwowego jako filtra. kilka pikseli detektora odpowiada pewnemu pasmu widmowemu filtru gradientowego. Zgodnie z odpowiednią relacją między każdym pasmem długości fali filtru gradientowego a pikselem detektora, kamera hiperspektralna z filtrem gradientowym może być podzielona na typ gradientu liniowego i typ matrycy filtrów.
Struktura filtra gradientu liniowego i wykres spektralny
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.
Schemat spektrometru kropek kwantowych w bliskiej podczerwieni
Ogólnie rzecz biorąc, spektroskopowa kamera hiperspektralna z filtrem jest jeszcze w powijakach, a jej rozdzielczości widmowej nie można porównać z metodą spektroskopii dyspersji o wysokiej -dokładnej siatce. Ogólny kierunek rozwoju kamer hiperspektralnych, szczególnie wraz z rozwojem technologii powlekania i nowych materiałów, takich jak kropki kwantowe, rozdzielczość widmowa i stopień wykorzystania energii kamer hiperspektralnych opartych na powłoce uległ znacznej poprawie, a koszty badań i rozwoju mają dalszy wzrost. Ponadto połączenie filtra i detektora jeszcze bardziej poprawi rozdzielczość widmową systemu, która może być nawet porównywalna ze spektroskopią dyspersji siatek o wysokiej -precyzyjnej. Dlatego połączenie filtra i elementu detekcyjnego jest również rodzajem powłoki. Główny trend rozwojowy w kamerach spektralnych. Nietrudno zauważyć, że rozwój kamer hiperspektralnych typu - z filtrem będzie promować wywrotowy rozwój w dziedzinie obrazowania hiperspektralnego, a tym samym napędzać rozwój technologii teledetekcji hiperspektralnej dla mikro-nanosatelitów , który będzie na orbicie przyszłej konstelacji satelitów hiperspektralnych mikro-nano. Działalności gospodarczej, lepiej służą gospodarce narodowej i kładą podwaliny techniczne.
Projekt ten był wspierany przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych (41504143), Projekt Rozwoju Sprzętu do Badań Naukowych Chińskiej Akademii Nauk (YJKYYQ20190044), Fundację Nauk Przyrodniczych prowincji Anhui (1908085 ME135) oraz Stowarzyszenie Promocji Młodzieży Chińskiej Akademii Nauk (2016203).
