美国普渡大学的研究人员创造了一种紧凑、坚固的热成像仪，该热成像仪采用一堆旋转超表面进行光谱偏振分解。由于它比以前的方法捕获更详细的信息，因此该方法在工业环境的安全、自主导航、遥感和预测性维护方面具有潜在的应用。
2023 年，Zubin Jacob 和他的同事开发了热辅助探测和测距，相当于光探测和测距等方法的热等效物。HADAR可在热成像中实现详细的纹理，即使在完全黑暗的情况下也能实现机器感知。HADAR不是发射和接收用于检测的信号，而是利用来自红外热辐射的完全被动的热信号。
该技术需要长波红外区域内的光谱分辨率。然而，传统的热像仪通常体积庞大且精致，这主要是因为它们依赖于大型滤光片轮或干涉仪。它们还遭受严重的信息丢失，导致热图像模糊。
“我们的研究重点是创造一种方法，以更紧凑和有效的方式捕获光谱和偏振信息，”研究作者Jacob说。“这一进步是朝着更广泛采用HADAR技术迈出的重要一步，有可能使其与雷达、激光雷达和声纳一样普遍。
最终结果是 Spinning MetaCam，这是一个基于一系列旋转超表面的系统，结构紧凑、坚固且用途广泛。便携式设备大约是 10 厘米× 10 厘米× 10 厘米，使其能够适应比传统成像仪更广泛的应用，例如自主导航。
Spinning MetaCam 包括一个宽带线性偏振器、三个各向异性和色散超表面以及一个标准长波红外成像传感器。该器件将偏振片和超表面轴向旋转到不同角度，获得可调谐的透射光谱，在其光谱和偏振通道中对入射热辐射信号进行采样。然后，计算算法分析数据，为生成的热图像中每个像素提供详细的光谱和偏振信息。
Jacob和他的同事使用由各种材料和微观结构组成的定制“PURDUE”成像目标测试了该平台，每种材料和微观结构都具有独特的光谱偏振特性。结果表明，与传统的热成像方法相比，材料分类精度提高了三倍。
“我们的下一步将专注于提高光谱分辨率，传输效率以及图像捕获和处理的速度，”研究作者Xueji Wang说。“这些进步是将这项技术从实验室转移到商业用途的关键。
