新型光纖成像光譜儀，可捕獲30000個取樣點！

光譜資訊包括什麼

研究人員開發了一種用於遙感的新型小型光纖成像光譜儀，它可以捕獲30000個取樣點，每個取樣點包含60多個波長。這種豐富的光譜資訊與高空間解析度相結合，為了解場景或樣本的化學組成提供了有價值的視角。來自萊斯大學的研究小組負責人Tomasz S。 Tkaczyk說：我們研發的這種小型成像光譜儀可以用於無人機，幫助增加農作物產量，或者根據檢測到的汙染情況，在災難發生後做出反應。

在生物醫學領域，該系統可以提高診斷測試的效率，或幫助科學家更好地理解生物過程。在光學學會（OSA）的期刊《光學快報》上，研究人員表示，儀器能夠提供比其他基於光纖的系統多一個數量級的資訊。該裝置只有600 x 150 x 150毫米——幾乎小到可以在無人機上使用。該儀器可以做得更小，同時捕捉100多個波長，從25萬個點到100多個點。這種新的光譜儀無需掃描就能立即獲得光譜資訊。這使得它能夠快速成像變化的物件，如移動的目標或變化的成像條件。

形成較小的纖維束

成像光譜儀可以使用光纖束將光譜影象傳輸到檢測器或檢測器陣列。包含這種設定的光譜儀通常以一束光纖為特徵，在輸入端排列成正方形，在檢測器端排列成單線。這意味著光纖的數量以及空間解析度受到探測器尺寸的限制。為了增加新纖維束設計的空間取樣，將纖維排列成多行，每一行之間都有間隙。這種設計的另一個好處是，間隙的大小可以調整空間和光譜取樣之間的平衡，以滿足特定的應用需求。”

商業上可用的成像光譜的小直徑光纖通常為125-250微米直徑，這將迅速提高光纖束的尺寸。為了保持結構緊湊，研究人員使用了一種商用的多芯光纖帶，其中每根光纖都有一個10微米的纖芯。還優化了光纖的數值孔徑，以提高聚光能力。從30000多根纖維中收集光譜可能需要一個廣泛的校準過程。研究人員開發了一種快速的方法，可以在不到5分鐘的時間內校準系統所有空間取樣，並且只需要獲取少量影象。

捕獲光譜影象

研究小組展示了新的光譜儀，用它來成像遙遠的場景和萊斯大學校園的植被。這些測試證明了該系統的光譜成像能力，並顯示出其在環境和遙感應用中的重要前景。高空間取樣成像光譜儀的快速校準新方法也可以擴充套件到校準光纖束和其他成像裝置。研究人員目前正致力於進一步改進這種儀器，希望透過使用定製的光纖帶使光纖束更加小，同時也在研究增加系統光吞吐量的方法。

參考期刊《Optics Express》

DOI： 10。1364/OE。27。015701

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