监控等关键领域的应用日益增长，对其精度和灵活性的要求也不断提升。据麦姆斯咨询报道，近日，美国普渡大学研究团队开发出了一种创新的超构cal）热成像系统。该系统采用先进的超构表面（metasue）技术，克服了传统光谱热像仪体积笨重和脆弱等问题，不仅提供了更为丰富的成像

  普渡大学研究团队的负责人Zubin Jacob表示：“我们的方法成功解决了传统光谱热成像技术面临的挑战。传统方法依赖于笨重的滤光片轮或干涉仪，而我们结合了超构光学器件和尖端计算成像算法，创造出了紧凑稳定且具有宽视角的系统。”

  研究人员开发的光谱偏振分解系统采用一维（1D）旋转超构表面，将光分解成光谱和偏振分量。这一技术不仅能够捕获传统热成像所提供的强度信息，还能详细揭示热辐射的光谱和偏振特性。本研究所提的长波红外（LWIR）光谱-偏振热成像系统如图1所示。

  实验表明，这种新型热成像系统可以与商用热像仪结合使用，有效区分不同材料，这在传统热成像技术中往往难以实现。该系统能够识别温度变化，并根据光谱偏振特征对材料进行精确识别，对于提高自主导航等应用的安全性和效率具有重要意义。

  论文第一作者、普渡大学博士后Xueji Wang指出：“传统自主导航系统主要依赖于RGB摄像头，在弱光或恶劣天气等极端条件下性能受限。我们的光谱偏振热像仪与热辅助探测和测距技术相集成，在这些复杂环境下能够提供更清晰、更详细的图像，一旦实现实时视频捕获，将显著增强场景感知能力和整体安全性。”

  长波红外光谱偏振成像技术在夜视、机器视觉、痕量气体传感等领域至关重要。然而，目前的光谱偏振长波红外热像仪体积庞大，光谱分辨率和视场有限。为了克服这些限制，研究人员将目光投向了大面积超构表面。这种超薄结构表面能够以复杂的方式精准操控光线。研究人员设计了一种具有特定红外反应特性的超构表面（如图2），并开发相应的制造工艺，使得这些超构表面能够适用于制备成像应用的大尺寸纺丝器件（直径达2.5 cm）。由此制备出的旋转堆叠器件尺寸小巧（仅为10 cm× 10 cm × 10 cm），可与传统红外热像仪配合使用。

  图2 旋转超构表面的设计和表征 Xueji Wang进一步解释说：“将这些大面积超构光学器件与计算成像算法结合，极大地提高了热辐射光谱的重建效率，使得光谱偏振热成像系统更加紧凑、强大和高效。”

  为了评估这一系统的性能，研究团队利用多种材料和微观结构，拼凑出了“PURDUE”字样，每种材料和微观结构都有其独特的光谱偏振特征（如图3所示）。通过分析系统捕捉到的光谱偏振信息，该系统能够精准地识别出不同的材料和物体。相较于传统热成像方法，其材料分类精度提高了三倍，充分展示了该系统的高效性和多功能性。

  图3光谱偏振热成像结果 研究人员表示，这种新方法对于需要精确热成像的应用场景特别有用，比如在安防领域，它能够通过检测人员身上的隐藏物品或物质，彻底改变机场安检系统。此外，其紧凑型设计也使其更适用于各种环境条件，特别适合自主导航等领域。

  在努力实现视频捕获之外，研究团队还致力于提高该技术的光谱分辨率、传输效率以及图像捕获和处理速度。研究人员计划改进超构表面设计，实现更复杂的光操作，以获得更高的光谱分辨率，并希望将该技术扩展到室温成像领域。目前，研究人员正通过改进材料、超构表面设计和抗反射涂层等技术朝这一目标努力。 论文链接：

  文章出处：【微信号：MEMSensor，微信公众号：MEMS】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。

  分类及应用 /

  在机器视觉检测中的优势 /

  分析 /

  的原理和研究进展 /

  在茶叶中的应用与展望 /

  的原理与应用 /

  具有良好的信息获取能力，广泛应用在食品安全、医学诊断、环境监测、伪装识别及军事遥感等领域。传统

  芯片的研究进展 /

  的研究进展综述 /

  在食品安全领域的重要应用 /

  的分类 /

  来减少光在散射环境的传播过程中产生的前向散射光和后向散射光的影响，从而提升目标物体的图像质量。

  ，其装置由液晶可调波长滤光镜(LCTF)、数字CCD照相机、照明光源和计算机及专用软件组成(图1)，其中

  维信息，具有图谱合一的特点，被广泛应用于航空航天遥感、水质监测、大气污染检测、石油矿物探测等多个领域。随着科学