化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
干貨滿滿！“第四屆地質與稀土樣品處理及檢測技術專場線上研討會”邀你報名
2025年5月15日14：00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“第四[詳細]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
顛覆性發(fā)展的光譜技術 國際首款實時超光譜成像芯片成功研制
2022年06月02日 09:33:28
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4747
清華團隊研發(fā)的實時超光譜成像芯片是微納光電子與光譜技術的深度交叉融合，作為光譜技術的顛覆性進展，展示出在實時傳感領域的重要應用潛力，相關成果已進行產(chǎn)業(yè)化。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】光譜是物質的指紋，由于各種物質的原子內部電子的運動情況不同，所以它們發(fā)射的光波也不同。研究不同物質的發(fā)光和吸收光的情況，有重要的理論和實際意義。國際上正在迅速發(fā)展的一種新型傳感器稱為成像光譜儀，它是以多路、連續(xù)并具有高光譜分辨率方式獲取圖像信息的儀器。光譜成像可以獲取成像視場內各像素點物質的組分和含量，為智能感知技術開拓一個新的信息維度。
光譜成像在工業(yè)自動化、智慧醫(yī)療、機器視覺、消費電子等諸多領域有著眾多應用需求。然而傳統(tǒng)基于分光原理的單點光譜儀體積龐大，已有的光譜成像技術一般只能采用逐點逐行掃描或波長掃描的模式，無法獲取視野場景中各像素點高精度的實時光譜信息。不僅如此，傳統(tǒng)的超表面設計主要基于規(guī)則形狀的超原子，還限制了其性能進一步提升。
CMOS圖像傳感器是一種使用CMOS(互補金屬氧化物半導體)的固態(tài)圖像傳感器。近日，清華大學電子工程系黃翊東教授團隊崔開宇副教授等，通過硅基超表面實現(xiàn)對入射光的頻譜域調制，利用CMOS圖像傳感器完成頻譜域到電域的投影測量，再采用壓縮感知算法進行光譜重建，并進一步通過超表面的大規(guī)模陣列集成實現(xiàn)實時光譜成像。
而目前，團隊已經(jīng)基于超表面實現(xiàn)了國際首款實時超光譜成像芯片。該款芯片將單點光譜儀的尺寸縮小到百微米以下，空間分辨率超過15萬光譜像素，即在0.5平方厘米的芯片上集成了15萬個微型光譜儀，可快速獲得每個像素點的光譜，工作譜寬450~750nm，分辨率高達0.8nm。
不僅如此，研究團隊還與清華大學生物醫(yī)學工程系洪波教授團隊合作，他們基于該實時超光譜成像芯片，首次測量了活體大鼠腦部血紅蛋白及其衍生物的特征光譜的動態(tài)變化，時間分辨率高達30Hz。并通過實時光譜成像，獲得了大鼠腦部不同位置的動態(tài)光譜變化情況，結合血紅蛋白的特征吸收峰，分析獲取對應血管區(qū)和非血管區(qū)血紅蛋白含量的變化情況，并可利用神經(jīng)血氧耦合的機制，得出腦部神經(jīng)元的活躍狀態(tài)。
研究團隊還進一步提出了基于自由形狀超原子超表面的超光譜成像芯片，可突破規(guī)則形狀的超表面設計，擴大超表面的參數(shù)設計空間，進一步提升光譜成像性能。自由形狀超原子的超表面調制單元具有更加豐富的布洛赫(Bloch)模式，增加了透射譜的豐富性，從而提升了光譜重建精度和光譜分辨率。對寬譜光和窄譜光進行測量重建的結果表明，窄譜光重建的中心波長偏差標準差僅為0.024nm，24色標準色卡的平均光譜重建保真度達到了98.78%。
清華團隊研發(fā)的實時超光譜成像芯片是微納光電子與光譜技術的深度交叉融合，作為光譜技術的顛覆性進展，展示出在實時傳感領域的重要應用潛力，相關成果已進行產(chǎn)業(yè)化。該項研究工業(yè)自動化、智慧醫(yī)療、機器視覺、消費電子等諸多領域具有應用需求。并且進一步提升了超表面光譜成像芯片的性能，推動未來光譜成像芯片發(fā)展及其在實時傳感領域的應用。
(資料來源：澎湃新聞)
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
近日，中國歷史研究院委托華采招標集團有限公司組織公開招標，采購手持式熒光光譜儀、高性能拉曼光譜儀等實驗儀器，預算348萬元。2025-05-16 09:58:25
-
近日，揚州市中醫(yī)院發(fā)布招標公告，計劃對“揚州市中醫(yī)院中心實驗室設備采購項目”公開招標，預算640萬。2025-05-14 13:23:11
-
預算445萬 云南中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院采購光度計等
近日，云南中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院就“云南中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院2025年基礎性綜合性診療能力設備采購項目”發(fā)布公開招標公告，預算金...2025-05-13 09:16:08 -
2500萬！重慶市生態(tài)環(huán)境科學研究院采購儀器設備
近日，重慶市生態(tài)環(huán)境科學研究院就“2025年環(huán)境科研能力建設”項目發(fā)布公開招標公告，預算金額為2509.8萬元。2025-05-09 09:52:18 -
預算831萬 中國農業(yè)科學院棉花研究所采購色譜等儀器設備
近日，中國農業(yè)科學院棉花研究所就“中國農業(yè)科學院棉花所西部作物基因編輯與生物育種平臺儀器設備購置項目”發(fā)布公開招標公告，預算金額為...2025-05-09 09:12:18 -
市場數(shù)據(jù)丨中標金額攀升95.2% 4月光譜儀中標盤點
據(jù)化工儀器網(wǎng)不完全統(tǒng)計，4月中國政府采購網(wǎng)可統(tǒng)計到的光譜儀中標數(shù)量為175套，中標金額為5513.46萬元，平均單價為31.51萬...2025-05-08 15:32:13
版權與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- ②本網(wǎng)轉載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權利。
