首次提出基于Savart偏光镜的图像、光谱、偏振态多维信息一体化获取技术；研制了星载原理样机，开展了模拟星载探测实验

一、先进遥感仪器—成像光谱仪具有自主知识产权；国际上首台 偏振干涉成像光谱仪（机载、星载、地面），参加了 国家“十一五”重大科技成就展。成果：国家 863 项目 2 项；国家自然基金 2 项；获授权发明专利 3 项；发表 SCI 论文 80 余篇；出版专著 1 部。地面样机机载样机星载样机二、先进遥感仪器—偏振成像光谱仪研发成果：首次提出基于 Savart 偏光镜的图像、光谱、偏振态多维信息一体化获取技术；研制了星载原理样机，开展了模拟星载探测实验。成果：获国家 863 计划 1 项；国家自然科学基金 2 项；发表 SCI 论文 20 余篇；获授权发明专 5 项。-- 38 --西安交通大学国家技术转移中心三、偏振成像光谱仪仪器特性：高空间/高光谱分辨率 NISP、短波/中波红外波段 NISP（高科技，具有相机、光谱仪、偏振仪全部功能、具有地理信息导航及时间、气象信息；具备精确定位功能，并与仪器有机结合、适合于农业、工业、环保、军事、民用探测要求。具备鲁棒性、成本低，小型轻量，结构紧凑，结实，易维护、维修，抗振抗冲击，抗高低温，自动控制，可编程，可联网、适合于大力推广。应用领域可用于农

先进遥感仪器—成像光谱仪研发成果：自行研发，具有自主知识产权；国际上首台偏振干涉成像光谱仪（机载、星载、地面），参加了 国家“十一五”重大科技成就展。国家863项目 2 项；国家自然基金 2 项；获授权发明专利 3项；发表SCI论文 80 余篇；出版专著 1 部先进遥感仪器—偏振成像光谱仪研发成果：首次提出 基于Savart偏光镜的图像、光谱、偏振态多维信息一体化获取技术；研制了 星载原理样机，开展了模拟星载探测实验。成果：获国家863计划 1 项；国家自然科学基金 2 项；发表SCI论文20余篇；获授权发明专5项。

该系统的分辨率可以达到传统显微成像系统的 2 倍以上，可以实现 80 纳米 以下的宽场成像。

已有样品/n光谱成像分析仪是一种可以同时获取目标图像信息及光谱信息的新型光学仪器， 而光谱信息则可以直接反映物质的基本属性， 该仪器可以广泛的应用于物质成分分析、 资源调查、 水质分析、 药品安全、 食品安全等方面。 光谱成像分析仪在刑事案件侦破中具有重要的应用， 如对案发现场的血迹、 毛发、 皮屑、 衣物纤维等都可以进行分析取证， 获得犯罪分子的主要特征信息。

我国的高光谱成像技术起步较晚，但受日益增长的并十分迫切的社会、经济需求的激励，光谱成像技术及应用得到快速发展，光谱分析被用来解决物理学、化学、生物学、地质学、地球物理学、医学和其它学科中的基础问题和应用问题。技术团队完成以柱面C_T消像差专利结构和Offner结构为核心的紫外、可见光、近红外、短波红外、中波红外五型高光谱成像仪产品研发，实现宽波段覆盖、成像性能好、光谱分辨率高于国外同价位产品，竞争力高。同时积极拓展开发成像光谱仪产品的应用，已研发兼具空间成像和光谱分析能力的微细样品成像分析仪器——显微成像光谱仪，用于材料和生物应用。此外配套研制了功能强大的成像光谱数据采集与处理分析软件，提出了全并行处理机制，大大缩短光谱数据获取和光谱重建时间，较国外产品用户体验更便捷友好，便于大面积推广。 图1.短波红外成像光谱仪

利用超表面与图像传感器集成的新方案实现快照式光谱成像芯片，结合计算光谱分析原理及重建算法，研制出了可见光波段、高精度的光谱成像芯片。

光纤共聚焦显微光谱与成像装置是将光纤共聚焦光谱分析技术和显微光学成像技术相融合的细胞检测装置，此装置能够同时获得被测细胞的形态结构信息和反映细胞形态和成分特性的光谱信息，得到被测细胞定性、定量、定位的综合分析信息。 光纤共聚焦显微光谱与成像装置包括光源照明系统、光纤共聚焦光谱分析系统、显微成像和定位系统、数据分析系统，照明光源系统给光纤共聚焦光谱分析系统提供光源；光纤共聚焦光谱分析系统传输照明光照射细胞，开接收携带细胞信息的背向散射的光信号，获取光谱信息进入数据分析系统分析；显微成像和定位系统由照明系统照明，获得反映细胞形态和结构的图像信息进入数据分析系统；数据分析系统同时获取被测细胞的显微图像和反映细胞形态和成分特性的光谱信息。 光纤共聚焦显微光谱与成像装置结合光纤共聚焦技术、后向散射光谱分析技术和显微成像技术，提出了适用于同时获取特定细胞的显微图像和光谱信息的细胞检测装置，能够实时的获取细胞的综合信息。这就解决了目前技术不能够在细胞水平上获取特定位置的组织形态信息和光谱信息的技术问题。对于癌症除检测癌变细胞的显微形态信息外，同时获取相应细胞生化成分的光谱，光谱信息中既包括了形态变化对光的散射特性变化，也包括了细胞中成分变化导致的光吸收特性的变化信息，结合这两种检测技术的细胞分析装置，能及时发现细胞的早期癌变，以便对癌症实施全面而及时的诊断。而且，当前显微成像技术和CCD光谱技术都是比较成熟的检测技术，且CCD光谱技术可以进行实时分析，所以，本发明提供的装置利用现有先进技术，大大提高癌变细胞的检测精度，同时可以大大降低检测成本。

复旦大学光子晶体课题组长期聚焦光子晶体等微纳光子材料的光场调控研究和针对微纳材料和器件的先进光学量检测技术的开发和应用，与上海复享光学股份有限公司合作在基础创新、技术突破和产学研转化方面取得了一系列成果。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 当今，光，作为几乎所有远程探测的手段和信息传播的媒介，对光的多维度测量分析和自由调控，既直接关系到未来信息收集、处理和传输的灵敏度和速率，也与先进微纳制造的精度、效率和能耗等诸多国家核心技术的竞争力息息相关。 复旦大学光子晶体课题组长期聚焦光子晶体等微纳光子材料的光场调控研究和针对微纳材料和器件的先进光学量检测技术的开发和应用，与上海复享光学股份有限公司合作在基础创新、技术突破和产学研转化方面取得了一系列成果。 在基础创新方面： ①动量空间光学测量思想：光与微纳结构的相互作用遵循频率-动量色散关系，也被称为光子能带。在原理上，类似于半导体利用其电子能带操控电子，光子晶体等微纳光子材料也可以通过光子能带操控光。而光子能带的本质存在于动量空间。相比于已经商业化的可探测固体材料动量空间中复杂电子能带的多维度角分辨光电子能谱设备，针对光子晶体等光子材料动量空间中光子能带的多维度光谱测量技术和设备在全世界尚属空白，亟需发展。团队突破了传统光谱测量思路，提出了从动量空间视角量检测微纳光子器件光学性能的思想。 ②适合微纳尺寸器件的动量空间成像技术：微纳尺寸的测量依赖显微镜。但显微技术在追求实空间分辨率的同时丧失了动量空间的分辨能力。此成果将傅里叶光学技术与显微技术相融合，解决了动量空间成像的像差和色差问题，实现了实空间和动量空间的双高分辨率。 ③多维度光学信息提取：相位和偏振态是可供光子器件信息调制的新自由度。团队将时域外差干涉技术延拓到具有显微分辨能力的动量空间外插干涉技术，单次成像实现了在光波长尺寸内40毫弧度的相位测量精度。同时，建立了适合于动量空间成像测量技术的耦合模理论，实现了在非相干的白光照明下任意椭圆偏振态的测量。 ④光学量测中国解决方案：处于芯片产业上游的微纳制程光学量测环节，是芯片良品率控制的关键。在此关键领域，我国远远落后于国际先进水平。动量空间成像光谱技术所采集的多维度光谱信息富含微纳结构的三维形貌信息。团队提出并实现了基于动量空间成像光谱技术的全新光学微纳制程量测新原理和新技术。该原理利用深度神经网络构筑了微纳米尺度结构与动量空间色散的构效关系和映射。同时，由于在所测量的色散关系中包含了冗余的结构信息，因此在实际技术应用中极大优化了量测逆问题中测量噪音带来的病态问题。 ⑤相关成果：团队以通讯作者发表1篇Nat.Photon.，1篇Nat.Commun.，3篇PRL，4篇Light：Sci.&Appl.，1篇Sci.Bull.，1篇Light:Advanced Manufacturing等国内外高水平期刊论文。动量空间成像光谱技术使动量空间得以被直接实验观测，并成为发现新光场调控机制的眼睛。团队利用此技术首次实验揭示了动量空间中存在具有拓扑奇点的偏振场，提出了动量空间中光场调控的新思路，开辟了光子晶体在全偏振态、涡旋光束生成和光束位移操控方面的新应用。由于周期性光子晶体无几何中心，因此不需光学对准，具有应用价值，成果被评为2020年度中国光学十大进展，入选ISI高被引论文。日本NTT首席科学家Notomi在Nat.Photon.上以"动量空间中的拓扑成真"为题对团队工作进行专题报道，给予高度评价。 在技术突破方面： ①在国际上首次实现了广谱符合阿贝正弦关系的动量空间成像光谱设备。其中动量分辨率小于1.7毫弧度，实空间分辨率小于600纳米，相位分辨率小于40毫弧度，最大偏振度误差小于1%，波长分辨率小于0.1纳米。 ②结合产业需求和动量空间成像光谱技术的优势，提供了一系列产业问题的分析解决方案，包括利用动量空间偏振依赖的辐射分布量测发光分子三维取向分布和利用动量空间光子色散关系逆向量测微纳结构纳米精度的三维形貌等。实测结果达到亚纳米分辨稳定性和98%以上的置信度，测量膜厚与计量认证厚度差异小于5埃。 ③相关成果授权发明专利9项，在申请PCT国际专利2项。

产品详细介绍 　　SOC710VP® 便携高光谱成像光谱仪, 可以随时随地获得光谱影像！ 无论是在温室、 野外或者实验室，SOC710VP 都能实时获得400-1000nm波长范围内的光谱数据。　　在农林业、植物科学、矿业、水环境及海洋学等应用领域内，SOC710VP 都是非常理想的高光谱成像系统，SOC710VP性能高、超便携、坚固且性价比高。12-bit动态范围的阵列成像CCD和精确的出厂标定使得获得的数据误差非常小。　　SOC710VP 采用内置扫描设计，不需要沉重且耗电的扫描云台，设计非常紧凑、使用方便、便携。USB 2.0 接口方便和各种电脑连接。软件界面简单易用。分析功能包括比色法、光谱辐射线测定和遥感方法。高质量数据：　　SOC710VP具有新式内置扫描设计及12-bit动态范围的阵列成像CCD，能够获得的400-1000nm波长范围的高质量数据。SOC710VP还配备了美国NIST（美国国家标准与技术研究院）溯源校准板，确保数据的准确性灵活性：　　SOC710VP可在飞机--通量塔--地面等不同尺度测量光谱数据并成像，或连接生物显微镜，测量微观样品的光谱信息；还可以进行定点长期连续测量，适应于各种应用环境便携性：　　SOC710VP重量只有3Kgs，可以安装在三脚架上进行野外移动式测量，USB接口方便和电脑连接使用    易用性：　　利用特制的多功能野外操作支架，SOC710可以非常方便地实现垂直向下测量，而不需要额外配备任何沉重耗电的其他部件，当然，这也得益于SOC系列成像光谱仪的内置式扫描设计。SOC710还可以仅通过多功能支架，即可实现360°扫描，使得野外操作极为便捷。下面是SOC710垂直使用示意图，不需增加其他任何部件。技术参数：　光谱范围：400-1000 nm　速度：30 行/秒    每行像素：696　23.2 秒/cube (696 by 520 cube)　分 辨 率：4.6875 nm　波　　段：128个　镜头类型：C-Mount　动态范围：12-bit　重量：2.95 Kg (6.5 lbs)　校　　准：美国NIST溯源标准的校准板　尺寸：9.5 x 16.8 x 22cm  (3.75 x 6.62 x 8.66in.)　焦　　距：可调 (基于所用镜头)　耗电：12-VDC / 100-240VAC (50-60Hz)　　系统包括SOC分析软件用来标定和数据分析，数据存储格式为二进制，也可以通过第三方高光谱分析软件读取，如：ENVI软件品牌发展　　SOC具有20多年光谱成像经验，在实时光谱成像领域里具有多项专利，获得美国海军及陆军多次SBIR奖，并获得美国NASA科技创新奖软件支持　　软件更新，常见问题解答 ，软件培训和系统标定文档都可从SOC在线支持站点下载 系统要求：　　Windows XP系统　　USB 2.0 接口　　1 G内存　　Intel Atom™ class 处理器应用领域(仅列举部分)： 环境遥感　　遥感定标　　地面验证　　分类制图　　航空遥感农林植物　　精准农业　　土地分类　　胁迫生理　　作物健康（病/虫害检测）　　果实品质检测 水色水环境　　水质光谱测量　　藻类叶绿素测量　　水色遥感生物医药/食品　　显微分析　　生化分析机械视察　　表面检查　　机械视觉产地：美国SOC