Миниатюрная насадка превратит смартфон в гиперспектрометр

Разработанный российскими учеными сверхкомпактный гиперспектрометр любой человек сможет определить качество воды, почвы, продуктов питания и многого другого. Насадку диаметром всего 25 мм можно установить практически на любую видео- или фотокамеру, на смартфон или планшетный компьютер. Об изобретении ученых Самарского национального исследовательского университета имени С.П. Королева и Института систем обработки изображений РАН рассказывается в журнале «Компьютерная оптика».

По данным Всемирной организации здравоохранения, небезопасные продукты питания, содержащие болезнетворные бактерии и вредные химические вещества, служат причиной множества болезней. Опасной для людей может стать и вода, которую могут отравить химикаты, попавшие туда из-за загрязнения почвы. Поэтому иметь под рукой компактный прибор, который позволит определить чистоту воды или какого-либо продукта, очень полезно.

Диаметр разрабатываемой в Самаре оптической насадки — 25 мм, длина — 30-40 мм. По мысли авторов, конструкция должна состоять из двух зеркал и кольцевой гармонической линзы. Длина объектива, построенного по такой схеме, может быть на порядок меньше, чем его фокусное расстояние — от 0,05F до 0,1F. Компьютерное моделирование показывает, что объектив диаметром 25 мм с фокусным расстоянием 50 мм может иметь высоту всего в несколько миллиметров.

«Изображающие спектрометры разделяют пучок света не на три цветовые составляющие, как, например, фотокамера, а на множество — на 10, на 30, на 100. В зависимости от их количества мы по-разному называем эти приборы, — рассказывает о принципе работы таких устройств один из авторов работы, профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов. — Если спектральных каналов от 10 до 30 — это мультиспектрометр, а если, скажем, 100 и более — гиперспектрометр».

При этом стоимость главного оптического элемента гиперспектрометра — дифракционной решетки, — по словам Романа Скиданова, не превысит нескольких сот рублей. Ученые уже сконструировали пример подобного устройства.Его масса не превышает 300 граммов. После установки на фото- или видеоустройство она также позволит получать гиперспектр для каждого пикселя изображения. Предназначено устройство для решения задач в промышленности и сельском хозяйстве, где особой компактности не нужно: она поможет дистанционно определять влажность почвы, содержание в ней удобрений. Также такую гиперспектрометрическую насадку можно монтировать на аппаратуру беспилотных летательных аппаратов для выполнения различных задач дистанционного зондирования Земли.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.