微型压缩超光谱成像系统的突破性进展，基于单液晶相位延迟器的紧凑化解决方案

    超光谱成像技术可捕获物体在连续光谱波段的精细光学信息，在环境监测、医疗诊断、工业检测等领域具有重要应用价值。然而，传统超光谱成像系统往往受限于庞大体积与复杂结构，难以满足便携化、微型化的应用需求。近期，一种基于单液晶相位延迟器的微型压缩超光谱成像系统问世，为解决这一技术难题提供了全新思路。

    理论基础与技术革新：压缩感知驱动的光谱成像范式转变
    传统超光谱成像依赖直接光谱测量，需通过窄带光谱扫描获取数据，不仅耗时较长，且因光学元件组合复杂导致系统体积庞大。例如，Lyot-Öhman滤波器与Šolc滤波器通过级联多组光学元件实现光谱筛选，不仅体积可观，光学效率亦较低；Fabry-Perot标准具虽能实现窄带扫描，却同样难以突破“体积制约”的局限。
    新系统的核心支撑是压缩感知（CS）理论，该理论表明，若信号具有稀疏性或可压缩性，可从远少于信号维度的测量值（m<n）中，通过适配算法重构出完整信号。将其应用于光谱成像领域，意味着无需逐波段扫描，仅需捕捉少量光谱复用图像，即可恢复出更多波段的光谱信息，从根源上简化了系统结构。

    液晶盒：微型化系统的核心光谱编码元件
    新系统的关键突破在于将光谱编码过程完全限制在光谱域内，省去了传统方法中“光谱-空间”变换的复杂步骤，这一变革的核心元件是特制的液晶盒（LCC）。
    LCC的工作原理具有较高的精准性：通过改变LCC上的外加电压，可实现对有效折射率的精准调控。这种可调谐性为不同波长的光赋予差异化的相位延迟，进而形成波长依赖的衰减效应，实现对宽光谱的精准调制。为覆盖更宽的光谱范围并产生振荡式调制效果，LCC被设计为相对较厚的腔体，但即便如此，其厚度仍控制在几十微米量级，使得整个系统宽度仅为数毫米，真正实现了“微型化”目标。
    作为紧凑的光谱编码器，LCC可通过两种方式完成测量：一是拍摄m幅光谱复用图像，基于CS理论恢复n个光谱波段；二是生成m种光谱结构的照明图案，测量透射或反射光的强度图。两种方式均以LCC为核心，借助成熟的液晶技术，在微小体积内完成高效的光谱编码。

    高效重构机制：从少量图像到全光谱信息的精准还原
    系统的成像流程充分体现了压缩感知的优势：利用LCC拍摄m幅光谱复用图像（m<n），再通过适配算法从中恢复出n个波段的光谱信息。这一过程中，空间感知与光谱感知相互分离，整个系统的传感矩阵可通过空间映射单位矩阵与光谱编码矩阵的克罗内克积建模，为高效重构提供了清晰的数学基础。
    实验结果验证了该系统的性能：在针对LED光源的超光谱成像实验中，系统可精准捕捉不同颜色光源的光谱特征；对汽车模型的成像测试表明，其能够成功恢复多个波长下的细节信息，证实了其在复杂场景中的应用潜力。

    应用前景：从实验室到多场景的落地潜力
    该技术的价值不仅体现在体积的显著缩减，更在于突破了传统超光谱成像的应用局限。依托成熟的液晶技术，LCC的量产与成本控制具备天然优势；而其微型化特性，使其有望集成于无人机、手持设备甚至穿戴设备中，为农业遥感、文物检测、生物医学成像等领域开辟新的应用场景。

    从理论创新到技术实现，基于单液晶相位延迟器的微型压缩超光谱成像系统，正推动超光谱成像技术向“小体积、高效率”方向发展，为其在更多领域的普及与升级注入强劲动力。