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(duì)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(xiàng)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(wú)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(jí)別的結(jié)構(gòu)信息。

研究人員以紅鮑魚(yú)和彩虹鮑魚(yú)這兩種不同物種的軟體動(dòng)物殼內(nèi)的珍珠母貝為研究對(duì)象，驚喜地發(fā)現(xiàn)了軟體動(dòng)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(lái)靈感，這項(xiàng)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(jí)，遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)，所以文石 / 有機(jī)結(jié)構(gòu)類(lèi)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(gè)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(cè)量光譜可通過(guò)薄膜光學(xué)技術(shù)建模，避免了對(duì)復(fù)雜散射過(guò)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(jì)呈正態(tài)分布。HIT 在每個(gè)像素處測(cè)得的光譜反射率，是眾多珍珠層片堆的宏觀響應(yīng)，因單個(gè)片堆面積遠(yuǎn)小于每個(gè)像素的測(cè)量面積。給定 MTT 和片厚度無(wú)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(jì)算各模擬反射光譜時(shí)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(duì) 150 至 600nm 內(nèi) 91 個(gè) MTT 值和 14 個(gè)從 5 到 70nm 的 σ 值進(jìn)行操作。

通過(guò)對(duì)一個(gè)貝殼上多個(gè)位置的珍珠層橫截面進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）測(cè)量來(lái)驗(yàn)證 HIT 準(zhǔn)確性，SEM 和高光譜測(cè)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(duì)，行業(yè)資深專(zhuān)家，光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)，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(chǎng)可見(jiàn)光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī)，實(shí)現(xiàn)國(guó)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(xiāo)售于一體的科技型公司。目前經(jīng)營(yíng)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(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)、完善售后服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)立覆蓋全國(guó)。

     以象科技作為一家由西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)、行業(yè)資深專(zhuān)家、光譜軟件算法團(tuán)隊(duì)以及光學(xué)應(yīng)用博士等多元專(zhuān)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(shí)力，正逐步成為行業(yè)內(nèi)的一顆璀璨新星。

     其團(tuán)隊(duì)成員憑借深厚的學(xué)術(shù)造詣與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建起了一座堅(jiān)實(shí)的技術(shù)堡壘。西安光機(jī)所光學(xué)博士團(tuán)隊(duì)深入鉆研光學(xué)核心原理，在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、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(zhuān)家則猶如敏銳的市場(chǎng)領(lǐng)航員，他們憑借對(duì)行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的精準(zhǔn)把握以及對(duì)市場(chǎng)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(duì)接市場(chǎng)痛點(diǎn)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。光學(xué)應(yīng)用博士則專(zhuān)注于探索光學(xué)技術(shù)在各個(gè)實(shí)際領(lǐng)域的落地應(yīng)用，他們深入挖掘產(chǎn)品在不同場(chǎng)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(cè)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(lèi)社會(huì)的各個(gè)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(chǎng)的可見(jiàn)光、近紅外、短波中紅外高光譜相機(jī)，無(wú)疑是其技術(shù)實(shí)力的集中體現(xiàn)。這不僅為國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)提供了更為可靠、性價(jià)比更高的光學(xué)設(shè)備選擇，還在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)光學(xué)技術(shù)自主創(chuàng)新的進(jìn)程，提升了我國(guó)在全球光學(xué)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位。

       此外，公司經(jīng)營(yíng)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(shì)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(cè)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(duì)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(cè)以及食品安全檢測(cè)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(xiāo)售于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營(yíng)模式，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的綜合實(shí)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(shì)，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(jí)和技術(shù)突破提供了源源不斷的動(dòng)力源泉。

       與此同時(shí)，公司精心構(gòu)建的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)如同一張緊密交織的大網(wǎng)，全面覆蓋全國(guó)各個(gè)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(shí)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(guò)程中無(wú)后顧之憂，進(jìn)一步增強(qiáng)了客戶對(duì)公司品牌的信任度與忠誠(chéng)度。

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