A câmera hiperespectral pode combinar tecnologia de imagem com tecnologia de detecção espectral. Ao criar imagens das características espaciais do alvo, ele pode formar várias bandas estreitas para cada pixel espacial para obter uma cobertura espectral contínua, e diferentes informações espectrais podem refletir totalmente o interior dos objetos. diferenças na estrutura física e composição química. Em comparação com a imagem espacial bidimensional tradicional, as câmeras hiperespectrais podem adquirir simultaneamente as informações espaciais e espectrais do alvo. Sob uma certa resolução espacial, ele pode adquirir o espectro característico contínuo único de objetos em uma ampla faixa espectral, o que pode melhorar muito a precisão dos objetos. A identificação e detecção precisas têm vantagens significativas e agora se tornaram uma importante tecnologia- de ponta para sensoriamento remoto do solo.
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de revestimento de filtro, o desenvolvimento de câmeras hiperespectrais de filtro espectroscópico foi muito promovido. As vantagens de tamanho leve e pequeno tornaram-se uma parte importante das cargas úteis de sensoriamento remoto hiperespectrais e têm sido amplamente utilizadas na rede de constelações hiperespectrais de micro{0}}nano satélites.
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.
Diagrama esquemático do princípio da imagem hiperespectral
Esta pesquisa analisa principalmente o filtro-câmeras hiperespectrais divididas e apresenta o filtro típico-cargas úteis de imagens hiperespectrais divididas no espaço em casa e no exterior, bem como o filtro-sistemas de imagens hiperespectrais divididas em desenvolvimento no terreno. São analisadas as soluções técnicas, indicadores de desempenho e perspectivas de aplicação desses sistemas, e expostas as características técnicas, vantagens e desvantagens das câmeras hiperespectrais baseadas no princípio da espectroscopia de filtro. Por fim, é prospectada a tendência de desenvolvimento de câmeras hiperespectrais de espectroscopia de filtro.
A câmera hiperespectral de roda de filtro usa a roda de filtro como elemento-divisor de luz e obtém imagens espectrais de diferentes bandas de comprimento de onda girando a roda de filtro, completando assim a divisão de luz policromática em luz monocromática. O componente chave da câmera hiperespectral de roda de filtro é a roda de filtro, que pode substituir a roda de filtro da faixa espectral correspondente de acordo com as diferentes bandas de observação. A estrutura do caminho óptico é simples e a banda espectral pode ser substituída de forma flexível. Com o desenvolvimento da tecnologia de imagem espectral, o número de bandas de detecção está aumentando, e a roda de filtro não pode mais atender a observação de amplo espectro e alta resolução, por isso é cada vez mais usada na detecção multi-espectral.
As câmeras hiperespectrais com filtro ajustável usam filtros ajustáveis como componentes espectroscópicos. De acordo com diferentes métodos de ajuste, eles são divididos principalmente em câmeras hiperespectrais de filtros sintonizáveis de cristal líquido (LCTF), câmeras hiperespectrais de -filtros sintonizáveis ópticos Acusto-Câmera hiperespectral de filtros sintonizáveis ópticos (AOTF), filtro de cavidade FP ajustável MEMS (MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters) câmera hiperespectral.
A câmera hiperespectral com filtro-em forma de cunha, também conhecida como câmera hiperespectral do tipo filtro gradiente, pode obter amostragem contínua na região espectral e na região espacial. Seu conceito de design é usar um meio de filme fino de multi-camada em forma de cunha como filtro, e é instalado na posição próxima ao detector de matriz bidimensional, de modo que vários pixels do detector correspondem a uma certa banda espectral do filtro de gradiente. De acordo com a relação correspondente entre cada banda de comprimento de onda do filtro de gradiente e o pixel detector, a câmera hiperespectral com filtro de gradiente pode ser dividida em tipo gradiente linear e tipo array de filtros.
Estrutura de filtro de gradiente linear e diagrama espectral
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.
Diagrama esquemático do espectrômetro de ponto quântico de infravermelho próximo
Em geral, a câmera hiperespectral espectroscópica de filtro está em sua infância e sua resolução espectral não pode ser comparada com o método espectroscópico de dispersão de grade de alta-precisão. A direção geral de desenvolvimento de câmeras hiperespectrais, especialmente com o desenvolvimento da tecnologia de revestimento e novos materiais, como pontos quânticos, a resolução espectral e a taxa de utilização de energia de câmeras hiperespectrais baseadas em revestimento foram bastante aprimoradas, e os custos de pesquisa e desenvolvimento devem aumentar aumentar ainda mais. Além disso, a combinação do filtro e do detector melhorará ainda mais a resolução espectral do sistema, que pode até ser comparável à espectroscopia de dispersão de grade de alta-precisão. Portanto, a combinação do filtro e do elemento detector também é um tipo de revestimento. Uma grande tendência de desenvolvimento em câmeras espectrais. Não é difícil ver que o desenvolvimento de câmeras hiperespectrais do tipo filtro- promoverá o desenvolvimento subversivo no campo da imagem hiperespectral e, assim, impulsionará o desenvolvimento da tecnologia de sensoriamento remoto hiperespectral para micro-nano satélites , que estará em órbita para a futura constelação de micro-satélites nano hiperespectrais. Operação de negócios, melhor servir a economia nacional e estabelecer uma base técnica.
Este projeto foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (41504143), o Projeto de Desenvolvimento de Equipamentos de Pesquisa Científica da Academia Chinesa de Ciências (YJKYYQ20190044), a Fundação de Ciências Naturais da Província de Anhui (1908085 ME135) e a Associação de Promoção da Inovação da Juventude da Academia Chinesa de Ciências (2016203).
