Hüperspektraalkaamera suudab kombineerida pildistamistehnoloogiat spektraaltuvastustehnoloogiaga. Sihtmärgi ruumiliste tunnuste pildistamisel võib see moodustada iga ruumipiksli jaoks mitu kitsast riba, et saavutada pidev spektraalne katvus, ja erinev spektraalteave võib täielikult kajastada objektide sisemust. füüsikalise struktuuri ja keemilise koostise erinevused. Võrreldes traditsioonilise ruumilise kahe{0}mõõtmelise kujutisega, suudavad hüperspektraalkaamerad üheaegselt hankida sihtmärgi ruumilist ja spektraalset teavet. Teatud ruumilise eraldusvõime korral võib see omandada objektide ainulaadse pideva iseloomuliku spektri laias spektrivahemikus, mis võib oluliselt parandada objektide täpsust. Täpsel tuvastamisel ja tuvastamisel on olulisi eeliseid ning sellest on nüüdseks saanud maapinna kaugseire{1}}tähtis tipptehnoloogia.
Filtri katmise tehnoloogia kiire arenguga on märkimisväärselt edendatud filtrite spektroskoopiliste hüperspektraalkaamerate väljatöötamist. Valguse ja väiksuse eelised on muutunud hüperspektraalsete kaugseire kasulike koormuste oluliseks osaks ning neid on laialdaselt kasutatud mikro{0}}nanosatelliitide hüperspektraalsete tähtkujude võrgustamisel.
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.
Hüperspektraalse pildistamise põhimõtte skemaatiline diagramm
Selles uuringus vaadeldakse peamiselt filtri-jagatud hüperspektraalkaameraid ja tutvustatakse tüüpilisi filtri-jagatud kosmosepõhiseid hüperspektraalseid kujutisi kodu- ja välismaal, samuti filtri-jagatud hüperspektraalseid kujutise süsteeme. arendamine kohapeal. Analüüsitakse nende süsteemide tehnilisi lahendusi, jõudlusnäitajaid ja kasutusvõimalusi ning selgitatakse filterspektroskoopia põhimõttel põhinevate hüperspektraalkaamerate tehnilisi omadusi, eeliseid ja puudusi. Lõpuks nähakse ette filtrispektroskoopia hüperspektraalkaamerate arengusuund.
Filtriratta hüperspektraalkaamera kasutab filtriratast valgust-jagava elemendina ja saab filtriratast pöörates erinevate lainepikkuste ribade spektripilte, viies sellega lõpule polükromaatilise valguse jagamise monokromaatiliseks valguseks. Filtriratta hüperspektrikaamera võtmekomponendiks on filtriratas, mis võib vastavalt erinevatele vaatlusribadele asendada vastava spektrivahemiku filtriratast. Optilise tee struktuur on lihtne ja spektririba saab paindlikult asendada. Spektraalse kujutise tehnoloogia arenedes suureneb tuvastusribade arv ning filtriratas ei suuda enam vastata laia spektri ja kõrge eraldusvõimega vaatlustele, mistõttu kasutatakse seda üha enam mitme -spektrituvastuses.
Häälestatava filtriga hüperspektraalkaamerad kasutavad spektroskoopiliste komponentidena häälestatavaid filtreid. Erinevate häälestusmeetodite järgi jagunevad need peamiselt vedelkristall-häälestavate filtrite (LCTF) hüperspektraalkaamerateks, akusto-optilisteks häälestatavateks filtriteks Acousto-Optic Tunable Filter (AOTF) hüperspektraalkaamerateks, MEMS-i häälestatavateks FP õõnsusfiltriteks. (MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters) hüperspektraalkaamera.
Kiilukujulise{0}}filtri hüperspektraalkaamera, tuntud ka kui gradientfiltri tüüpi hüperspektraalkaamera, suudab saavutada pideva proovivõtu spektripiirkonnas ja ruumipiirkonnas. Selle disainikontseptsioon on kasutada filtrina kiilukujulist-mitme{2}}kihilist õhukese kile kandjat ja see paigaldatakse kahe-dimensioonilise massiividetektori lähedusse, nii et detektori mitu pikslit vastavad gradientfiltri teatud spektriribale. Vastavalt gradientfiltri iga lainepikkusriba ja detektori piksli vahelisele vastavale suhtele võib gradientfiltriga hüperspektraalkaamera jagada lineaarse gradiendi tüübiks ja filtrimassiivi tüübiks.
Lineaarse gradiendi filtri struktuur ja spektraalskeem
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.
Lähi{0}}infrapuna-kvantpunktspektromeetri skemaatiline diagramm
Üldiselt on filterspektroskoopiline hüperspektraalkaamera lapsekingades ja selle spektraalset eraldusvõimet ei saa võrrelda suure täpsusega-võre dispersioonspektroskoopilise meetodiga. Hüperspektraalkaamerate üldine arendussuund, eriti kattetehnoloogia ja uute materjalide (nt kvantpunktid) arenedes, on kattel põhinevate hüperspektraalkaamerate spektraalne eraldusvõime ja energiakasutuse määr oluliselt paranenud ning teadus- ja arendustegevuse kulud eeldatavasti suurenevad. veelgi suurendada. Lisaks parandab filtri ja detektori kombinatsioon veelgi süsteemi spektraalset eraldusvõimet, mis on isegi võrreldav suure täpsusega-võre dispersioonspektroskoopiaga. Seetõttu on filtri ja detektorielemendi kombinatsioon ka kattetüüp. Spektraalkaamerate peamine arengusuund. Pole raske mõista, et filter-tüüpi hüperspektraalkaamerate väljatöötamine soodustab hüperspektraalse pildistamise valdkonna õõnestavat arengut ja seega mikro-nanosatelliitide hüperspektraalse kaugseiretehnoloogia arengut. , mis jääb tulevase mikro-nanohüperspektraalsete satelliitide tähtkuju orbiidile. Äritegevus, teenida paremini riigi majandust ja panna tehniline vundament.
Seda projekti toetasid Hiina Riiklik Loodusteaduste Fond (41504143), Hiina Teaduste Akadeemia teadusuuringute seadmete arendusprojekt (YJKYYQ20190044), Anhui provintsi loodusteaduste sihtasutus (1908085 ME135) ja noorte innovatsiooni edendamise ühendus. Hiina Teaduste Akadeemia (2016203).
