基于高光譜干涉技術(shù)珍珠層成像分析方法上

基于高光譜干涉技術(shù)珍珠層成像分析方法上

研究團(tuán)隊成功研發(fā)出一種創(chuàng)新的光學(xué)技術(shù) —— 高光譜干涉斷層掃描技術(shù)。這項技術(shù)融合了多角度與偏振分辨高光譜成像以及光學(xué)干涉建模，能夠快速且無損地從眾多珍珠母貝和其他層狀材料樣本中，精準(zhǔn)提取納米級別的結(jié)構(gòu)信息。

研究人員以紅鮑魚和彩虹鮑魚這兩種不同物種的軟體動物殼內(nèi)的珍珠母貝為研究對象，驚喜地發(fā)現(xiàn)了軟體動物的年齡和珍珠母貝中霰石片厚度之間，存在著一種此前未被認(rèn)知的關(guān)聯(lián)。

高光譜干涉斷層掃描技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。在氣候科學(xué)領(lǐng)域，化石殼里珍珠母片的厚度能夠反映古代海水溫度，該技術(shù)可助力相關(guān)研究；在仿生力學(xué)方面，珍珠母貝的層狀結(jié)構(gòu)為研發(fā)具備出色強(qiáng)度和韌性的工程材料帶來靈感，這項技術(shù)也將發(fā)揮重要作用。

理解和表征珍珠層和其他生物材料的結(jié)構(gòu)具有深遠(yuǎn)而令人驚訝的意義。

珍珠層中相鄰小片的橫向間隙在納米級，遠(yuǎn)小于可見光波長，所以文石 / 有機(jī)結(jié)構(gòu)類似薄膜組裝體，貝殼表面顏色主要源于薄膜干涉效應(yīng)。但珍珠層在小片厚度和表面形貌上并不均勻，這使其擁有彩色外觀。

HIT 技術(shù)利用高光譜相機(jī)，從殼的多個區(qū)域同步獲取與角度相關(guān)的反射光譜，進(jìn)而推斷出物理布拉格結(jié)構(gòu)。在 HIT 中，用準(zhǔn)直寬帶光源捕獲主要鏡面反射光，舍棄因表面不均而散射或反射的光，相機(jī)前的線性偏振器能獨(dú)立捕獲 s 和 p 偏振反射。所得測量光譜可通過薄膜光學(xué)技術(shù)建模，避免了對復(fù)雜散射過程的建模，并將結(jié)構(gòu)參數(shù)擬合到光譜。

在貝殼各點(diǎn)，珍珠層片厚度未知但預(yù)計呈正態(tài)分布。HIT 在每個像素處測得的光譜反射率，是眾多珍珠層片堆的宏觀響應(yīng)，因單個片堆面積遠(yuǎn)小于每個像素的測量面積。給定 MTT 和片厚度無序度等輸入變量，就能得出珍珠層的模擬反射光譜。

我們依據(jù)給定的 MTT 和 σ 值，生成薄膜模擬，其中交替的霰石 / 有機(jī)層厚度從正態(tài)分布隨機(jī)選取，計算各模擬反射光譜時考慮高光譜相機(jī)收集光學(xué)元件的角度分布，生成的集合光譜是特定 MTT 和 σ 值所有模擬的平均值。針對 150 至 600nm 內(nèi) 91 個 MTT 值和 14 個從 5 到 70nm 的 σ 值進(jìn)行操作。

通過對一個貝殼上多個位置的珍珠層橫截面進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）測量來驗證 HIT 準(zhǔn)確性，SEM 和高光譜測量的 MTT 誤差在約 15 納米以內(nèi)，σ 誤差在 5 納米以內(nèi)。

以象科技由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊，行業(yè)資深專家，光譜軟件算法團(tuán)隊，光學(xué)應(yīng)用博士等相關(guān)人員共同發(fā)起成立的科技型公司，目前投產(chǎn)市場可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī)，實現(xiàn)國產(chǎn)化，突破進(jìn)口技術(shù)壁壘，打破進(jìn)口短波紅外高光譜相機(jī)的技術(shù)限制。

以象科技是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的科技型公司。目前經(jīng)營產(chǎn)品有激光共聚焦，激光散斑血流成像儀，光譜儀，高光譜相機(jī)等光學(xué)產(chǎn)品。研發(fā)中心設(shè)立于西安，銷售網(wǎng)絡(luò)、完善售后服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)立覆蓋全國。

     以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊、行業(yè)資深專家、光譜軟件算法團(tuán)隊以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專業(yè)力量共同發(fā)起創(chuàng)立的科技型企業(yè)，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出了非凡的潛力與強(qiáng)勁的實力，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

     其團(tuán)隊成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實踐經(jīng)驗，構(gòu)建起了一座堅實的技術(shù)堡壘。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計、優(yōu)化以及創(chuàng)新方面持續(xù)發(fā)力，致力于打造出具有性能與高精度的光學(xué)基礎(chǔ)架構(gòu)。行業(yè)資深專家則猶如敏銳的市場領(lǐng)航員，他們憑借對行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對市場需求變化的前瞻性洞察，為公司的產(chǎn)品戰(zhàn)略布局指明方向，確保每一款產(chǎn)品都能精準(zhǔn)對接市場痛點(diǎn)，在激烈的市場競爭中脫穎而出。光學(xué)應(yīng)用博士則專注于探索光學(xué)技術(shù)在各個實際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場景下的潛在用途，從生物醫(yī)學(xué)到工業(yè)制造，從環(huán)境監(jiān)測到農(nóng)業(yè)科技，不斷拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界，讓光學(xué)技術(shù)真正造福于人類社會的各個角落。

      在產(chǎn)品層面，以象科技目前已成功投產(chǎn)并推向市場的可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī)，無疑是其技術(shù)實力的集中體現(xiàn)。這不僅為國內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠、性價比更高的光學(xué)設(shè)備選擇，還在一定程度上推動了我國光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程，提升了我國在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價值鏈中的地位。

       此外，公司經(jīng)營的激光共聚焦、激光散斑血流成像儀、光譜儀等光學(xué)產(chǎn)品，也均在各自的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出了的優(yōu)勢與性能。激光共聚焦以其超高的分辨率和清晰的成像效果，在生物醫(yī)學(xué)微觀成像領(lǐng)域成為科研人員探索生命奧秘的得力助手；激光散斑血流成像儀能夠精準(zhǔn)地監(jiān)測微循環(huán)血流變化，為醫(yī)學(xué)臨床診斷和疾病研究提供了重要的參考依據(jù)；光譜儀則憑借其對物質(zhì)光譜特性的精確分析能力，在材料成分分析、環(huán)境污染物監(jiān)測以及食品安全檢測等領(lǐng)域發(fā)揮著作用。

       以象科技秉持著集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營模式，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實力與協(xié)同效應(yīng)。其研發(fā)中心坐落于西安這座充滿科技活力與創(chuàng)新氛圍的城市，依托當(dāng)?shù)刎S富的科研資源與人才優(yōu)勢，持續(xù)不斷地投入大量資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，為公司的產(chǎn)品迭代升級和技術(shù)突破提供了源源不斷的動力源泉。

       與此同時，公司精心構(gòu)建的銷售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng)，全面覆蓋全國各個地區(qū)，確保了產(chǎn)品能夠快速、高效地觸達(dá)每一位客戶手中。而完善的售后服務(wù)機(jī)構(gòu)則像是一位貼心的守護(hù)者，隨時為客戶提供多層次的技術(shù)支持與售后服務(wù)保障，讓客戶在使用產(chǎn)品的過程中無后顧之憂，進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對公司品牌的信任度與忠誠度。

        以象科技憑借其團(tuán)隊、創(chuàng)新的產(chǎn)品以及完善的運(yùn)營模式，在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域正穩(wěn)步前行，未來有望在國內(nèi)乃至全球市場上取得更為輝煌的成就，為推動光學(xué)科技的進(jìn)步與應(yīng)用普及做出更多的貢獻(xiàn)。