Прототип камеры SITP снимает 167 спектральных каналов и полную поляризацию при 55 кадр/с

Группа под руководством Вэй Лу, Сяошуана Чэня и Цзин Чжоу из Шанхайского института технической физики Китайской академии наук продемонстрировала ближнеинфракрасную камеру, которая за одну экспозицию регистрирует спектр и полную поляризацию Стокса. По данным статьи в Light: Science & Applications, устройство работает в диапазоне 1150–1650 нм, даёт 167 спектральных каналов и снимает со скоростью 55 кадров в секунду doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Материал опубликован 5 ноября 2026 года. Это лабораторная демонстрация компактной камеры, а не коммерческий продукт.

Метаповерхность как кодировщик

Свет несёт интенсивность, поляризацию и спектр, и зарегистрировать всё это одновременно малогабаритным устройством трудно. В данной конструкции метаповерхность объединена с InGaAs-матрицей фокальной плоскости. Метаповерхность одновременно выполняет мультиплексирование по поляризации и спектральную дисперсию, поэтому служит кодировщиком многомерной информации doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Разные состояния поляризации пространственно разделяются по разным дифракционным каналам, а разные длины волн непрерывно рассеиваются вдоль радиального направления. Традиционные подходы стараются подавить зависящую от длины волны дисперсию. Здесь авторы используют связь поляризации и дисперсии как механизм кодирования doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Закодированные данные записываются одним изображением в градациях серого. Специально разработанный алгоритм реконструкции HSPI-net, включающий модуль остаточного внимания и обученный на отклике оптической системы, восстанавливает по этому кадру гиперспектральную информацию с полным вектором Стокса doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Измеренные характеристики

Авторы сообщают о минимальном различимом интервале длин волн 3 нм и средней ошибке восстановления поляризации 0,14° doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. По данным статьи, спектральное и пространственное разрешение, а также точность восстановления спектра и поляризации превосходят лучшие опубликованные показатели гиперспектрально-поляриметрических камер: от нескольких раз до одного порядка doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Авторы также указывают, что система разрешает даже сложным образом связанную многомерную информацию.

Суммарное время съёмки, обработки и вывода составляет 18 мс, что позволяет вести съёмку со скоростью 55 кадров в секунду в реальном времени doi.orgLight Science & Applicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Кроме того, команда проверила работу на встраиваемой платформе, что, по её словам, указывает на потенциал компактных сенсорных систем.

Работа описана в статье «High-accuracy hyperspectro-polarimetric real-time imaging via a deep learning empowered infrared meta-sensor» (DOI 10.1038/s41377-026-02407-1).