用于光谱偏振热成像的旋转超表面堆叠
光学
2024-01-17 v4 应用物理
摘要
长波红外（LWIR）区域的光谱偏振成像在从夜视与机器感知到痕量气体传感和热成像的应用中起着关键作用。然而，当前一代光谱偏振LWIR成像仪在尺寸、光谱分辨率和视场（FOV）方面存在局限。尽管基于超光学（meta-optics）的光谱偏振成像策略已在可见光谱中得到探索，但其在热成像中的潜力仍基本未被发掘。在本工作中，我们引入一种通过结合大面积堆叠超光学器件与先进计算成像算法来实现光谱偏振分解的新方法。对一组旋转色散超表面与压缩感知和字典学习算法进行协同设计，可在无需笨重滤光轮或干涉仪的情况下实现同步光谱与偏振分辨。我们基于旋转超表面的光谱偏振堆叠结构紧凑（< 10 x 10 x 10 cm）、稳健，并提供宽视场（20.5°）。我们表明，我们系统的光谱分辨能力显著提升了材料分类等机器学习任务的性能，而这对传统全色热像仪而言是一项挑战。我们的方法代表了热成像领域的重大进展，可广泛应用于热辅助探测与测距（HADAR）等场景。
引用
@article{arxiv.2301.11519,
title = {Spinning Metasurface Stack for Spectro-polarimetric Thermal Imaging},
author = {Xueji Wang and Ziyi Yang and Fanglin Bao and Tyler Sentz and Zubin Jacob},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.11519},
year = {2024}
}