Det hyperspektrale kamera kan kombinere billedteknologi med spektral detektionsteknologi. Mens man afbilder de rumlige egenskaber af målet, kan det danne flere smalle bånd for hver rumlige pixel for at opnå kontinuerlig spektral dækning, og forskellig spektral information kan fuldt ud afspejle objekternes indre. forskelle i fysisk struktur og kemisk sammensætning. Sammenlignet med traditionel rumlig to-dimensionel billeddannelse kan hyperspektrale kameraer samtidig indhente den rumlige og spektrale information om målet. Under en vis rumlig opløsning kan den erhverve det unikke kontinuerlige karakteristiske spektrum af objekter i et bredt spektralområde, hvilket i høj grad kan forbedre objekternes nøjagtighed. Nøjagtig identifikation og detektion har betydelige fordele og er nu blevet en vigtig-avanceret teknologi til fjernmåling af jorden.
Med den hurtige udvikling af filterbelægningsteknologi er udviklingen af filterspektroskopiske hyperspektrale kameraer blevet stærkt fremmet. Fordelene ved lys og lille størrelse er blevet en vigtig del af hyperspektral fjernmålingsnyttelast og er blevet brugt i vid udstrækning i netværket af mikro-nano-satellit-hyperspektrale konstellationer.
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.
Skematisk diagram af princippet om hyperspektral billeddannelse
Denne forskning gennemgår hovedsageligt filter-opdelte hyperspektrale kameraer og introducerer de typiske filter-opdelte rumbårne hyperspektrale billeddannelsesnyttelaster i ind- og udland såvel som filteropdelte-hyperspektrale billeddannelsessystemer under udvikling på jorden. De tekniske løsninger, ydeevneindikatorer og anvendelsesmuligheder for disse systemer analyseres, og de tekniske egenskaber, fordele og ulemper ved hyperspektrale kameraer baseret på princippet om filterspektroskopi bliver redegjort for. Endelig er udviklingstendensen for filterspektroskopi hyperspektrale kameraer prospekteret.
Filterhjulets hyperspektrale kamera bruger filterhjulet som lysopdelingselementet- og opnår spektrale billeder af forskellige bølgelængdebånd ved at rotere filterhjulet, hvorved opdelingen af polykromatisk lys til monokromatisk lys afsluttes. Nøglekomponenten i filterhjulets hyperspektrale kamera er filterhjulet, som kan erstatte filterhjulet i det tilsvarende spektralområde i henhold til de forskellige observationsbånd. Den optiske vejstruktur er enkel, og spektralbåndet kan udskiftes fleksibelt. Med udviklingen af spektral billeddannelsesteknologi stiger antallet af detektionsbånd, og filterhjulet kan ikke længere opfylde observation af bredt spektrum og høj opløsning, så det bruges mere og mere i multi-spektral detektion.
Tunable filter hyperspektrale kameraer bruger justerbare filtre som spektroskopiske komponenter. Ifølge forskellige tuningmetoder er de hovedsageligt opdelt i flydende krystal tunable filtre (LCTF) hyperspektrale kameraer, akusto-optisk tunerbare filtre Acousto-Optic Tunable Filter (AOTF) hyperspektralt kamera, MEMS tunable FP cavity filter (MEMS Tunable Fabry-Perot hulrumsfiltre) hyperspektralt kamera.
Det kile-hyperspektrale filterkamera, også kendt som hyperspektralkameraet af gradientfiltertypen, kan opnå kontinuerlig sampling i det spektrale område og det rumlige område. Dets designkoncept er at bruge et kile-formet flerlags- tyndfilmsmedium som et filter, og det er installeret i positionen tæt på den to--dimensionelle array-detektor, således at flere pixels i detektoren svarer til et bestemt spektralbånd i gradientfilteret. Ifølge det tilsvarende forhold mellem hvert bølgelængdebånd af gradientfilteret og detektorpixlen kan det hyperspektrale kamera med gradientfilter opdeles i lineær gradienttype og filterarraytype.
Lineær gradientfilterstruktur og spektraldiagram
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.
Skematisk diagram af nær-infrarødt kvantepunktspektrometer
Generelt er filterspektroskopisk hyperspektralkamera i sin vorden, og dets spektrale opløsning kan ikke sammenlignes med den høj-præcisionsgitterspredningsspektroskopiske metode. Den generelle udviklingsretning for hyperspektrale kameraer, især med udviklingen af belægningsteknologi og nye materialer såsom kvanteprikker, spektralopløsningen og energiudnyttelsesgraden for hyperspektrale kameraer baseret på belægning er blevet væsentligt forbedret, og forsknings- og udviklingsomkostningerne forventes at yderligere stigning. Derudover vil kombinationen af filteret og detektoren yderligere forbedre systemets spektrale opløsning, som endda kan sammenlignes med den høje-præcisionsgitterspredningsspektroskopi. Derfor er kombinationen af filteret og detektorelementet også en belægningstype. En stor udviklingstendens inden for spektralkameraer. Det er ikke svært at se, at udviklingen af filter-hyperspektrale kameraer vil fremme den subversive udvikling inden for hyperspektral billeddannelse og dermed drive udviklingen af hyperspektral fjernmålingsteknologi til mikro-nano-satellitter , som vil være i kredsløb for den fremtidige konstellation af mikro-nano hyperspektrale satellitter. Forretningsdrift, bedre tjene den nationale økonomi og lægge et teknisk fundament.
Dette projekt blev støttet af National Natural Science Foundation of China (41504143), Scientific Research Equipment Development Project for the Chinese Academy of Sciences (YJKYYQ20190044), Natural Science Foundation of Anhui Province (1908085 ME135) og Youth Innovation Promotion Association af det kinesiske videnskabsakademi (2016203).
