National Geographic о разработке ученых Самарского университета: что такое компактный гиперспектрометр

В Самарском университете разработали сверхкомпактный гиперспектрометр, который можно установить практически на любую видео- или фотокамеру, а также на смартфоны и планшетные компьютеры. Эта легкая оптическая насадка диаметром всего 25 мм может широко использоваться для определения качества воды, почвы, продуктов питания и многого другого.

«Изображающие спектрометры разделяют пучок света не на три цветовые составляющие, как, например, фотокамера, а на множество — на 10, на 30, на 100. В зависимости от их количества мы по-разному называем эти приборы. Если спектральных каналов от 10 до 30 — это мультиспектрометр, а если, скажем, 100 и более — гиперспектрометр», — говорит заведующий Научно-исследовательской лаборатории автоматизированных систем научных исследований (НИЛ-35), профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.

 

Новая разработка вуза — это миниатюрная версия компактного гиперспектрометра. Ученые занимаются созданием конструкции оптической насадки диаметром 25 мм и длиной 30 – 40 миллиметров. Такую насадку можно будет закреплять на смартфонах и планшетах. Она позволит этим гаджетам выполнять функции изображающих гиперспектрометров, которые могут широко использоваться в быту — например, для определения качества продуктов питания и готовых блюд, а также оценивать состояние воды и почвы.

 

Теоретические основы для проектирования такой оптической системы представлены в статье «Гармоническая линза с кольцевой апертурой», вышедшей в журнале «Компьютерная оптика».

 

В 2016 году ученые Китая запатентовали подобную оптическую насадку на смартфон. Однако в ней использована оптическая схема, которая нуждается в сложной и высокоточной юстировке, что значительно ограничивает возможности прибора, а также делает его дороже и сложнее в производстве.

 

Учеными Самарского университета уже воплощена «в металле» более простая гиперспектрометрическая насадка. Ее масса не превышает 300 граммов. После установки на фото- или видеоустройство она также позволит получать гиперспектр для каждого пикселя изображения.

 

Устройство предназначено для решения задач в промышленности и сельском хозяйстве, где особой компактности не нужно: она поможет дистанционно определять влажность почвы, содержание в ней удобрений. Также такую насадку можно монтировать на аппаратуру беспилотных летательных аппаратов для выполнения различных задач дистанционного зондирования Земли.
Источник: nat-geo.ru