چانگچن انسٹی ٹیوٹ آف آپٹکس فلٹر سپیکٹروسکوپی قسم کے ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کی ترقی کی حالت اور رجحانات کا تجزیہ کرتا ہے۔

ہائپر اسپیکٹرل کیمرے امیجنگ ٹیکنالوجی کو اسپیکٹرل ڈٹیکشن ٹیکنالوجی کے ساتھ جوڑ سکتے ہیں، اور ہدف کی مقامی خصوصیات کی امیجنگ کرتے ہوئے، وہ مسلسل اسپیکٹرل کوریج حاصل کرنے کے لیے ہر مقامی تصویری عنصر کے لیے متعدد تنگ بینڈ بنا سکتے ہیں، اور مختلف اسپیکٹرل معلومات مکمل طور پر فرق کو ظاہر کر سکتی ہیں۔ ایک خصوصیت کے اندر ساخت اور کیمیائی ساخت۔ روایتی دو جہتی مقامی امیجنگ کے مقابلے میں، ہائپر اسپیکٹرل کیمرے ہدف کے بارے میں مقامی اور سپیکٹرل معلومات حاصل کر سکتے ہیں۔ ایک مخصوص مقامی ریزولیوشن پر، وہ اسپیکٹرل بینڈ کی ایک وسیع رینج میں زمینی خصوصیات کی منفرد مسلسل اسپیکٹرل خصوصیات حاصل کر سکتے ہیں، جس میں زمینی خصوصیات کی درست شناخت اور ان کا پتہ لگانے کے لیے اہم فوائد ہیں۔ زراعت، جنگلات، پانی، مٹی، کان کنی، اور دیگر وسائل کے سروے اور ماحولیاتی نگرانی میں اس کی قابل اطلاق قدر ہے۔

فلٹر کوٹنگ ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، فلٹر سپیکٹروسکوپک ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کی ترقی کو بڑے پیمانے پر فروغ دیا گیا ہے۔ فلٹر سپیکٹروسکوپک اصول پر مبنی ہائپر اسپیکٹرل کیمرے بڑی بینڈوتھ، ہائی سپیشل ریزولوشن، ہائی سپیکٹرل ریزولوشن، اور ہلکے اور چھوٹے سائز کے فوائد کے ساتھ ہائپر اسپیکٹرل ریموٹ سینسنگ بوجھ کا ایک لازمی حصہ بن گئے ہیں۔ وہ بڑے پیمانے پر مائیکرو نینو سیٹلائٹ ہائپر اسپیکٹرل برجوں کے نیٹ ورک میں استعمال ہوتے ہیں۔

میک ماسٹرز کنسلٹنگ کے مطابق، چانگچن انسٹی ٹیوٹ آف آپٹکس اینڈ پریسجن میکینکس اینڈ فزکس، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز میں لیو چونیو کے تحقیقی گروپ نے حال ہی میں جرنل انفراریڈ اینڈ لیزر انجینئرنگ میں "فلٹر سپیکٹروسکوپک ہائپر اسپیکٹرل کیمرہ کی حیثیت اور رجحانات" کے موضوع پر ایک مضمون شائع کیا۔ ترقی" لیو چونیو بنیادی طور پر آپٹیکل سسٹم ڈیزائن اور آپٹو الیکٹرانک سسٹمز کے مجموعی ڈیزائن کی تحقیق میں مصروف ہے۔

ہائپر اسپیکٹرل امیجنگ اصول کا اسکیمیٹک خاکہ

یہ تحقیق بنیادی طور پر فلٹر اسپیکٹروسکوپک ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کا جائزہ لیتی ہے، اندرون و بیرون ملک عام فلٹر اسپیکٹروسکوپک آن بورڈ ہائپر اسپیکٹرل امیجنگ پے لوڈ، اور فلٹر اسپیکٹروسکوپک ہائپر اسپیکٹرل امیجنگ سسٹمز کو زمین پر ترقی کے تحت متعارف کراتی ہے، اور تکنیکی حل، کارکردگی کے اشاریہ جات، اور اطلاق کا تجزیہ کرتی ہے۔ ان سسٹمز کے امکانات، اور فلٹر سپیکٹروسکوپک اصول پر مبنی ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کی تکنیکی خصوصیات، فوائد اور نقصانات کی وضاحت کرتا ہے۔ فلٹر اسپیکٹروسکوپی اصول پر مبنی ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کے تکنیکی پہلوؤں، فوائد اور خرابیوں کی وضاحت کی گئی ہے، اور آخر میں، فلٹر اسپیکٹروسکوپک کیمروں کی ترقی کے رجحان کا اندازہ لگایا گیا ہے۔

فلٹر وہیل ہائپر اسپیکٹرل کیمرہ فلٹر وہیل کو اسپیکٹرل عنصر کے طور پر استعمال کرتا ہے تاکہ فلٹر وہیل کو گھما کر مختلف طول موج کے بینڈوں کی اسپیکٹرل امیجز حاصل کی جا سکے، اس طرح کمپلیکس سے یک رنگی روشنی کی سپیکٹرل علیحدگی کو مکمل کیا جاتا ہے۔ فلٹر وہیل ہائپر اسپیکٹرل کیمرے کا اہم جزو فلٹر وہیل ہے، جسے فلٹر وہیل مختلف مشاہداتی بینڈ کے مطابق متعلقہ سپیکٹرل رینج کو بدل سکتا ہے۔ اسپیکٹرل امیجنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، پتہ لگانے والے بینڈز کی تعداد میں اضافہ ہو رہا ہے، اور فلٹر وہیل اب ہائی ریزولوشن مشاہدے کی وسیع رینج کو پورا نہیں کر سکتا، اس لیے یہ ملٹی اسپیکٹرل ڈٹیکشن میں تیزی سے استعمال ہو رہا ہے۔

ٹیون ایبل فلٹر ہائپر اسپیکٹرل کیمرے ٹیون ایبل فلٹرز کو سپیکٹرل اجزاء کے طور پر استعمال کرتے ہیں اور بنیادی طور پر مائع کرسٹل ٹیون ایبل فلٹر (LCTF) ہائپر اسپیکٹرل کیمروں، Acousto-Optic Tunable Filter (AOTF) ہائپر اسپیکٹرل کیمرے، اور MEMS ٹیون ایبل FP کیوٹی کیمروں میں تقسیم ہوتے ہیں۔ MEMS Tunable Fabry-Perot Cavity Filters (AOTF) ہائپر اسپیکٹرل کیمرے۔

پچر کی شکل والا فلٹر ہائپر اسپیکٹرل کیمرہ، جسے ٹیون ایبل فلٹر ہائپر اسپیکٹرل کیمرہ بھی کہا جاتا ہے، سپیکٹرل اور مقامی علاقوں میں مسلسل نمونے لینے کے قابل بناتا ہے۔ تصور یہ ہے کہ ایک پچر کے سائز کے ملٹی لیئر پتلی فلم میڈیم کو فلٹر کے طور پر استعمال کیا جائے اور اسے دو جہتی سرنی ڈیٹیکٹر کے قریب نصب کیا جائے تاکہ سینسر کے کئی تصویری عناصر ٹیون ایبل فلٹر کے ایک خاص اسپیکٹرل بینڈ کے مطابق ہوں۔ گریڈیئنٹ فلٹر کی سلاخوں اور ڈیٹیکٹر کے امیج عناصر کے درمیان خط و کتابت پر منحصر ہے، گریڈیئنٹ فلٹر ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کو لکیری گریڈینٹ اور فلٹر سرنی کی اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

ایک ترقی پسند لکیری فلٹر کی ساخت اور سپیکٹروسکوپی

کوانٹم ڈاٹس، جسے "نانو کرسٹلز" بھی کہا جاتا ہے، وہ غیر نامیاتی مواد ہیں جو انتہائی مستحکم ہوتے ہیں اور ان کا رداس ایک بڑی exciton لہر کے رداس سے چھوٹا ہوتا ہے۔ مختلف قسم کے کوانٹم ڈاٹس کو مربوط کرنے سے مختلف طول موجوں کا بیک وقت پتہ لگانے کی اجازت ملتی ہے، جو کوانٹم ڈاٹ اسپیکٹومیٹر (CQD) کی ترقی کے پیچھے اصول ہے۔ اعلی صحت سے متعلق آپٹیکل اور مکینیکل اجزاء کے ساتھ سپیکٹرو میٹر کا روایتی تصور بہت بڑا، مہنگا، پیچیدہ، اور اطلاق میں بہت محدود ہے۔

NIR کوانٹم ڈاٹ سپیکٹرومیٹر کا اصولی خاکہ

عام طور پر، فلٹر اسپیکٹروسکوپی قسم کا ہائپر اسپیکٹرل کیمرہ اپنے ابتدائی مرحلے میں ہے، اور اس کی اسپیکٹرل ریزولوشن کو اب بھی ہائی پریسجن گریٹنگ ڈسپریشن اسپیکٹروسکوپی طریقہ سے موازنہ کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کے علاوہ، فلٹر اور ڈٹیکٹر کا امتزاج سسٹم کے اسپیکٹرل ریزولوشن کو مزید بہتر بنائے گا، جو کہ اعلیٰ صحت سے متعلق گریٹنگ ڈسپرسیو سپیکٹروسکوپی سے بھی موازنہ کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، فلٹر اور ڈیٹیکٹر ویفرز کو یکجا کرنا بھی لیپت ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کا ایک اہم ترقی کا رجحان ہے۔ یہ دیکھنا آسان ہے کہ فلٹر پر مبنی ہائپر اسپیکٹرل کیمروں کی ترقی ہائپر اسپیکٹرل امیجنگ کے میدان میں ایک خلل پیدا کرنے والی ترقی کو آگے بڑھائے گی، جو بدلے میں، مائیکرو نینو سیٹلائٹس کے لیے ہائپر اسپیکٹرل ریموٹ سینسنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کا سبب بنے گی۔ مدار میں مائیکرو نینو-ہائپر اسپیکٹرل سیٹلائٹ برجوں کے مستقبل کے آپریشنل آپریشن کی بنیاد تاکہ قومی معیشت کی بہتر خدمت کی جا سکے۔

اس پروجیکٹ کو چائنا کی نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن (41504143)، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز (YJKYYQ20190044) کے ریسرچ ایکوپمنٹ ڈویلپمنٹ پروجیکٹ، صوبہ انہوئی کی نیچرل سائنس فاؤنڈیشن (1908085 ME135)، اور یوتھ انوویشن پروموشن کونسل نے تعاون کیا۔ چائنیز اکیڈمی آف سائنسز (2016203)۔