新型成像光谱偏振技术

1.图像、光谱、偏振态多维信息一体化获取技术

图像、光谱、偏振多维信息一体化获取技术是目前国际上新出现的一种高新科技,具有战略性、前瞻性和前沿性。在图像与光谱信息中加入偏振信息,可达到最佳探测与识别能力,可以在很多领域获得意想不到的作用,如可以区分形状、光谱伪装的假目标;可以区分天然目标与人造目标;可用于导弹预警,空间碎片探测等。在大气探测中,可以探测大气气溶胶及空间悬浮粒子的尺度与分布;在天文上可以探测恒星的偏振光谱;可应用于矿产资源、植皮资源、城市环境、大气污染等领域,还可以推广到生物医学、生命科学、医疗、疾病诊断、工业在线检测、便携式全光探测等其它领域。

课题瞄准国际高分辨率多维信息一体化获取技术发展趋势,针对我国对地观测和空间探测领域重大需求,在国际上首次提出基于Savart偏光镜时空联合调制的新型图像、光谱、偏振多维信息一体化静态、实时、同时获取技术;设计、研制具有自主知识产权的图像、光谱、偏振态多维信息一体化获取验证装置和星载样机;开展图像、光谱、全偏振信息分离、提取、融合及载荷体制验证等关键技术研究;开展模拟星载探测实验,实现了图像、光谱、偏振多维信息一体化获取,显示了高通量、高灵敏度、高分辨率,静态、良好的航天环境适应性,为图像、光谱、偏振多维信息一体化获取载荷研制、工程应用奠定了理论、技术和工程基础。该研究方向获得国家863计划、自然科学基金等2项资助。发表SCI论文50余篇,获授权发明专利5项,出版专著1部。

实验装置获得了目标光谱、图像和偏振态多维信息,对于偏振信息度量、偏振信息彩色表征进行了研究,得到了良好的实验结果。

自行设计研制的成像光谱偏振仪星载样机

样机测试试验

2.先进光学成像技术

面对民用、军事等日益增长的探测需求,图像、光谱、偏振多维信息一体化获取技术旨在发展为鲁棒性、成本低,小型轻量,结构紧凑,提出便携式成像光谱技术、快照式成像光谱偏振技术以及成像光谱技术新方案,适合于工程上适合于大力推广。


可见光/近红外便携式成像光谱偏振仪光学系统设计

基于LCVR的高光谱分辨率的新型通道成像光谱偏振技术实验装置

快照式成像光谱偏振技术原理样机

快照式成像光谱偏振技术偏振光谱复原结果


基于偏振阵列的通道成像光谱偏振技术

3.显微成像光谱技术

  显微成像光谱技术作为一种基于光学探测的手段,具有客观、检测精度高、可重复性强的显著优势,其中高光谱、偏振显微技术更是当前生物医学和生命科学可视化的新兴技术,可提供有关组织生理、形态和生化成分的诊断信息,为生物组织学研究提供更精细的光谱、偏振特征,进而为医学病理诊断提供更多辅助信息,目前此类技术已在癌症检测、视网膜疾病和组织病理学等领域具有广泛应用。

1.高光谱成像技术

高光谱成像技术具有“图谱合一”的优势,能够在组织细胞形态未发生明显变化之前获取到细胞的异常信息,具有超前性,为鉴别正常组织和病变组织提供了强有力的依据。


   

乳腺癌检测


2.偏振拉曼光谱成像技术

偏振拉曼光谱成像技术将成像、拉曼光谱偏振技术有机融合,实现了各自功能的互补。该技术在晶体结构取向分析(反映材料的力学性质)、生物组织分类(如牙釉质的损坏程度)等领域具有显著应用潜力。

通道型偏振拉曼光谱仪光学原理

通道型偏振拉曼光谱仪实验结果


3.偏振光谱成像技术——早期胃癌诊断

目前应用于临床的胃癌诊断内镜技术都是观察大体形态,腺体结构和微血管结构,不能直接观察肿瘤的细胞形态,存在很大的局限性。偏振光谱成像技术可以提取单散射光推断上皮细胞的形态,通过细胞核尺寸判断组织的健康状况。


   

偏振光谱成像技术实验原理及装置






地址:陕西省西安市咸宁西路28号      邮编:710049    版权所有:西安交通大学

站点建设与维护: 网络信息中心        陕ICP备06008037号

系统设置