Hiperspektralna kamera može kombinirati tehnologiju snimanja s tehnologijom spektralne detekcije. Dok snima prostorne značajke cilja, može formirati više uskih traka za svaki prostorni piksel kako bi se postigla kontinuirana spektralna pokrivenost, a različite spektralne informacije mogu u potpunosti odražavati unutrašnjost objekata. razlike u fizičkoj strukturi i kemijskom sastavu. U usporedbi s tradicionalnim prostornim dvodimenzionalnim snimanjem, hiperspektralne kamere mogu istovremeno dobiti prostorne i spektralne informacije cilja. Pod određenom prostornom rezolucijom može steći jedinstveni kontinuirani karakterističan spektar objekata u širokom spektralnom rasponu, što može uvelike poboljšati točnost objekata. Točna identifikacija i otkrivanje imaju značajne prednosti i sada su postali važna najsuvremenija tehnologija za daljinsko istraživanje tla.
Brzim razvojem tehnologije premazivanja filtra uvelike je promoviran razvoj filterskih spektroskopskih hiperspektralnih kamera. Prednosti svjetlosti i male veličine postale su važan dio hiperspektralnih daljinskih senzora korisnih tereta i naširoko se koriste u umrežavanju mikro-nano satelitskih hiperspektralnih zviježđa.
Prema Memes Consultingu, nedavno je istraživačka skupina Liu Chunyua s Instituta za optiku, finu mehaniku i fiziku Kineske akademije znanosti objavila izvješće o "Razvojnom statusu i trendovima spektroskopskih hiperspektralnih hiperspektralnih kamera filtra" u časopisu "Infracrveno i lasersko inženjerstvo". članak na tu temu. Istraživač Liu Chunyu uglavnom se bavi istraživanjem optičkog dizajna sustava i cjelokupnog dizajna optoelektroničkog sustava.
Shematski dijagram principa hiperspektralnog snimanja
Ovo istraživanje uglavnom pregledava hiperspektralne kamere podijeljene filterima i uvodi tipične hiperspektralne terete za snimanje podijeljene filterima u zemlji i inozemstvu, kao i hiperspektralne sustave snimanja podijeljene filterima koji se razvijaju na tlu. Analiziraju se tehnička rješenja, pokazatelji uspješnosti i izgledi primjene ovih sustava, te se izlažu tehničke karakteristike, prednosti i nedostaci hiperspektralnih kamera temeljenih na principu filterske spektroskopije. Konačno, očekuje se trend razvoja hiperspektralnih kamera filter spektroskopije.
Hiperspektralna kamera filtračkog kotača koristi filtarski kotačić kao element koji cijepa svjetlost i dobiva spektralne slike različitih pojaseva valne duljine okretanjem filtarskog kotača, čime se dovršava cijepanje polikromatskog svjetla na monokromatsko svjetlo. Ključna komponenta hiperspektralne kamere filtra kotača je filtarski kotačić, koji može zamijeniti filtarski kotač odgovarajućeg spektralnog raspona prema različitim trakama za promatranje. Struktura optičkog puta je jednostavna i spektralni pojas se može fleksibilno zamijeniti. Razvojem spektralne tehnologije snimanja povećava se broj detekcijskih traka, a filtarski kotač više ne može zadovoljiti promatranje širokog spektra i visoke rezolucije, pa se sve više koristi u multi-spektralnoj detekciji.
Hiperspektralne kamere filtra koje se mogu podešavati koriste podesive filtre kao spektroskopske komponente. Prema različitim metodama podešavanja, uglavnom su podijeljeni na hiperspektralne kamere za podešavanje tekućih kristala (LCTF), acousto-optičke podesive filtre Hiperspektralna kamera Acousto-Optic Tunable Filter (AOTF), MEMS podesivi FP filtar šupljine (MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters) hiperspektralna kamera.
Hiperspektralna kamera filtra klinastog oblika, poznata i kao hiperspektralna kamera tipa gradijenta filtra, može postići kontinuirano uzorkovanje u spektralnoj regiji i prostornoj regiji. Njegov koncept dizajna je korištenje klinastog višeslojnog tankog filmskog medija kao filtra, a ugrađen je u položaj blizu dvodimenzionalnog detektora polja, tako da nekoliko piksela detektora odgovara određenom spektralnom pojasu gradijentičkog filtra. Prema odgovarajućem odnosu između svakog pojasa valne duljine filtara prijelaza i piksela detektora, hiperspektralna kamera s gradijentalnim filtrom može se podijeliti na vrstu linearnog gradijenta i vrstu polja filtra.
Struktura filtra linearnog prijelaza i spektralni dijagram
Kvantne točkice, poznate i kao "nanokristali", anorganski su materijali s visokom unutarnjom stabilnošću i radijusom manjim od radijusa rasutog ekscitona Bohr. Integriranjem različitih vrsta kvantnih točkica može se postići istodobno otkrivanje različitih valnih duljina. Spektrometar kvantne točke (CQD) razvijen je na temelju ovog principa. Spektrometri u tradicionalnom konceptu opremljeni su visokopreciznim optičkim i mehaničkim komponentama, koje su glomazne, skupe i složene strukture, a njihova područja primjene ozbiljno su ograničena.
Shematski dijagram gotovo infracrvenog spektrometra kvantne točke
Općenito, spektroskopska hiperspektralna kamera filtra je u povojima, a njezina spektralna rezolucija ne može se usporediti s visokopreciznom spektroskopskom metodom disperzije rešetke. Opći razvojni smjer hiperspektralnih kamera, posebno s razvojem tehnologije premazivanja i novih materijala kao što su kvantne točkice, spektralna rezolucija i brzina iskorištenja energije hiperspektralnih kamera na bazi premaza, uvelike su poboljšani, a očekuje se daljnje povećanje troškova istraživanja i razvoja. Osim toga, kombinacija filtra i detektora dodatno će poboljšati spektralnu rezoluciju sustava, što čak može biti usporedivo s visokopreciznom disperzijskom spektroskopijom rešetke. Stoga je kombinacija filtra i elementa detektora također tip premaza. Veliki razvojni trend u spektralnim kamerama. Nije teško vidjeti da će razvoj hiperspektralnih kamera tipa filtera promicati subverzivni razvoj u području hiperspektralnog snimanja i tako potaknuti razvoj hiperspektralne tehnologije daljinskog istraživanja mikro-nano satelita, koji će biti u orbiti za buduću konstelaciju mikro-nano hiperspektralnih satelita. Poslovanje, bolje služiti nacionalnom gospodarstvu i postaviti tehničke temelje.
Ovaj projekt podržali su Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine (41504143), Projekt razvoja znanstveno-istraživačke opreme Kineske akademije znanosti (YJKYYQ20190044), Prirodoslovna zaklada provincije Anhui (1908085 ME135) i Udruga za promicanje inovacija mladih Kineske akademije znanosti (2016203).
