中国科学家首创百万像素高光谱成像器件，光能利用率74.8%创纪录

IT之家 11 月 8 日消息，北京理工大学官方公众号昨日（11 月 7 日）发布博文，报道称该校张军院士团队首创片上光谱复用感知架构，自主研制了国际首款百通道百万像素高光谱实时成像器件，光能利用率创造世界最高记录。

项目背景

光谱被称为“光基因”，代表了光信号在不同波段的强度分布，表征了目标对光的反射 / 透射的本征属性。

高光谱成像技术能够同时获取目标的空间结构信息和数十甚至上百个波段的光谱信息，可以精准识别目标材质特征，从而实现复杂环境精准辨识，在卫星遥感、深空探测、新质装备等诸多领域具有重大应用，是世界各国竞相追逐的研究热点与难点。

现有高光谱成像技术受限于几何分光和窄带测量的传统模式，空间、时间、光谱分辨率互相折中，系统体积大、重量重、难集成，严重制约了其在重大领域的发展和应用。

项目团队

该项目团队由张军院士带领，论文第一作者为北京理工大学边丽蘅教授、博士研究生王振、硕士研究生张宇哲，通讯作者为张军院士和边丽蘅教授，北京理工大学为唯一完成单位。

项目简介

团队提出了片上光谱复用感知理论与技术，颠覆了传统几何分光、窄带测量、物理输出模式，实现了片上宽带异化调控的高光谱成像。

片上光谱复用感知架构及其工作原理

团队自主研制了高光谱智能成像器件，将光能利用率由典型的不足 25% 跨越提升至 74.8%。

图为北理工科研团队研发的新型高光谱智能成像器件。图源新华社

该器件仅重数十克，工作波段覆盖了可见光和近红外超宽波段（400-1700nm），具有国际领先的空-时-谱分辨率（1024×1024@124fps，96 通道），拥有完全自主知识产权。

器件应用前景

该器件在遥感探测、生命健康、智慧农业、工业自动化等领域展示了广阔的应用前景：

在遥感探测领域，团队使用该器件拍摄了月球表面的高清光谱视频，在弱光环境下实现观测目标的动态远程监测，展示了该器件优异的光能利用率和时空谱分辨率；

在生命健康领域，该器件实现了动态的血氧检测和水质污染分析；

在智慧农业领域，该器件实现了高精度的叶绿素检测、糖度检测以及水果淤伤检测；

在工业自动化方面，该器件实现了高精度的纺织物自动分拣。