我国科学家在超构表面微型高光谱成像研究中取得进展
为解决上述问题,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所李辉团队与中科院光电技术研究所郭迎辉团队合作,研发了一种基于超构表面的微型高光谱成像器件。研究人员首先提出并验证了准随机超级单元构成的计算型高光谱超构表面设计方法。准随机超级单元具有严格的对称性,光谱器件的偏振敏感性较低,因此由准随机超级单元构成的光谱器件可以更好地应用于复杂的工作环境。而超级单元的周期打破了亚波长尺度的限制,设计自由度得到显著提升,极大丰富了单元结构的种类,使选择的单元结构对应的透射光谱满足了压缩感知算法的需求,同时也降低了超构表面的加工难度,缩减了器件加工的成本和周期。
超构表面每个超级单元采用遗传算法和压缩感知来实现高光谱重构。考虑到重构图像质量和空间分辨率,研究人员针对窄带光谱信号和宽带光谱信号设计了两款不同的高光谱器件(CHDNS和CHDBS)。在窄带光谱信号入射时,CHDNS的光谱分辨率为6nm,其重构的复杂窄带光谱的峰值波长误差为0.05nm,线宽误差为0.6nm。在宽带光谱信号输入时,CHDBS重构的高光谱图像的平均信号保真度高达92%。CHDBS阵列可与CMOS芯片集成,用于单次高光谱成像,有望应用于生物制药、病理分析等方面。这种计算型高光谱器件的设计为小型化和便携式高光谱设备和系统的研发开辟了新的可能。
免责声明:本文旨在传递更多科研资讯及分享,所有其他媒、网来源均注明出处,如涉及版权问题,请作者第一时间联系我们,我们将协调进行处理,最终解释权归旭为光电所有。