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我國科學(xué)家首創(chuàng)、國際首款:自主研制百通道百萬像素的高光譜實(shí)時(shí)成像器件,光能利用率 74.8% 破紀(jì)錄

2024/11/8 9:20:49 來源:IT之家 作者:故淵 責(zé)編:故淵

IT之家 11 月 8 日消息,北京理工大學(xué)官方公眾號昨日(11 月 7 日)發(fā)布博文,報(bào)道稱該校張軍院士團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)片上光譜復(fù)用感知架構(gòu),自主研制了國際首款百通道百萬像素高光譜實(shí)時(shí)成像器件,光能利用率創(chuàng)造世界最高記錄。

項(xiàng)目背景

光譜被稱為“光基因”,代表了光信號在不同波段的強(qiáng)度分布,表征了目標(biāo)對光的反射 / 透射的本征屬性。

高光譜成像技術(shù)能夠同時(shí)獲取目標(biāo)的空間結(jié)構(gòu)信息和數(shù)十甚至上百個(gè)波段的光譜信息,可以精準(zhǔn)識別目標(biāo)材質(zhì)特征,從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境精準(zhǔn)辨識,在衛(wèi)星遙感、深空探測、新質(zhì)裝備等諸多領(lǐng)域具有重大應(yīng)用,是世界各國競相追逐的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。

現(xiàn)有高光譜成像技術(shù)受限于幾何分光和窄帶測量的傳統(tǒng)模式,空間、時(shí)間、光譜分辨率互相折中,系統(tǒng)體積大、重量重、難集成,嚴(yán)重制約了其在重大領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由張軍院士帶領(lǐng),論文第一作者為北京理工大學(xué)邊麗蘅教授、博士研究生王振、碩士研究生張宇哲,通訊作者為張軍院士和邊麗蘅教授,北京理工大學(xué)為唯一完成單位。

項(xiàng)目簡介

團(tuán)隊(duì)提出了片上光譜復(fù)用感知理論與技術(shù),顛覆了傳統(tǒng)幾何分光、窄帶測量、物理輸出模式,實(shí)現(xiàn)了片上寬帶異化調(diào)控的高光譜成像。

片上光譜復(fù)用感知架構(gòu)及其工作原理

團(tuán)隊(duì)自主研制了高光譜智能成像器件,將光能利用率由典型的不足 25% 跨越提升至 74.8%。

圖為北理工科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型高光譜智能成像器件。圖源新華社

該器件僅重?cái)?shù)十克,工作波段覆蓋了可見光和近紅外超寬波段(400-1700nm),具有國際領(lǐng)先的空-時(shí)-譜分辨率(1024×1024@124fps,96 通道),擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。

器件應(yīng)用前景

該器件在遙感探測、生命健康、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動化等領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景:

  • 在遙感探測領(lǐng)域,團(tuán)隊(duì)使用該器件拍攝了月球表面的高清光譜視頻,在弱光環(huán)境下實(shí)現(xiàn)觀測目標(biāo)的動態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測,展示了該器件優(yōu)異的光能利用率和時(shí)空譜分辨率;

  • 在生命健康領(lǐng)域,該器件實(shí)現(xiàn)了動態(tài)的血氧檢測和水質(zhì)污染分析;

  • 在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,該器件實(shí)現(xiàn)了高精度的葉綠素檢測、糖度檢測以及水果淤傷檢測;

  • 在工業(yè)自動化方面,該器件實(shí)現(xiàn)了高精度的紡織物自動分揀。

IT之家附上參考地址

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