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研究人员将先进的光谱技术与医疗成像相结合

研讨人员第一次运用了一种称为双梳光谱的先进剖析技能来快速获取极端具体的高光谱图画。经过以高灵敏度和高速度获取场景中每个像素的全规模信息,该新办法能够极大地推进广泛的科学和工业运用,例如化学剖析和生物医学传感。

西班牙马德里卡洛斯三世大学的研讨小组负责人佩德罗·马丁·马特奥斯说:“双梳光谱技能经过供给无与伦比的光谱分辨率和准确性以及较短的收集时刻而无需移动部件,彻底改变了光谱学。” “咱们新的直接高光谱双梳成像办法将有或许扩展当时双梳体系的大多数点检测功用,以创立整个场景的光谱图画。”

双梳光谱仪运用两个称为光频率梳的光源,它们宣布的光谱的光谱像梳子上的牙齿相同彻底离隔。如《光学学会》高影响力研讨期刊Optica所报导的,这是第一次运用摄像机直接检测到双梳状光谱。马丁·马特奥斯说:“咱们在短短一秒钟内就演示了二维物体的光谱问询,比曾经的演示快了三个数量级。” “这种快速的收集时刻能够完成快速或动态进程的双梳子高光谱成像,这是曾经不或许做到的。”

研讨人员将先进的光谱技能与医疗成像相结合

虽然这项作业是运用近红外波长进行的,但研讨人员表明,这一概念能够轻松地转移到各种光谱区域,然后扩展了或许的运用规模。尤其是,将办法扩展到太赫兹和毫米波光谱区域将为食物,农业和制药职业的无损检测和产品检验供给许多新的时机。在中红外和近红外区域,它还能够增强化学成像,3-D映射和外表描摹技能的功能。

展现了其新的直接高光谱双梳成像办法的光学设置。该办法扩展了当时双梳体系的点检测才能,以创立整个场景的光谱图画。图片供给:马德里卡洛斯三世大学的Pedro MarTIn-Mateos双梳状光谱仪经过搅扰来自两个严密匹配的光学频率梳的光来作业。这种混合进程发生的信号称为干与图,其速率一般为数十兆赫兹,即使是最快的高速摄像机也无法捕捉到。

Martín-Mateos解说说:“咱们将体系生成的干与图延长到一秒,然后能够运用摄像机检测双梳状干与信号。” “这答应对整个场景进行光谱剖析,而不仅仅是一个点。”为此,研讨人员建立了一个根据十分简略的电光双梳光源的体系,该电光源首要由光纤组件组成。两个声光调制器的运用使它们能够使光学梳偏移恣意低频,然后发生超慢的干与图。

研讨人员运用这种新办法来获取从瓶中逸出的氨气的高光谱图画。他们以每秒25帧的视频速率完成1 GHz的光学分辨率,每帧包括327,680个独自的光谱测量值。据研讨人员称,他们取得的分辨率能够轻松区别不同的气体,而且比现在的商用设备好100倍。

“例如,这使咱们能够轻松地辨认和区别不同的气体。在第一个试验演示中展现的分辨率比当时的商用设备高出两个数量级。Martín-Mateos说:“简略性是该体系的首要优势之一。” “它能够完美地作业,而且能够在任何光学试验室中施行。”

这项作业是ATTRACT方案赞助的一个较大项目的一部分,该项目旨在开发一种快速高光谱成像体系,该体系运用电磁频谱的太赫兹区域进行检查,质量操控以及农产品和食物的分类。研讨人员现在正在尽力开发太赫兹双梳光源,以在该光谱区域内演示该办法。