北京理工大学Adv.Sci.:可见光到红外全覆盖！640×512像素+超分辨率算法

可见光至短波红外多光谱成像在农业、安防和医疗诊断等多个领域受到广泛关注。传统的多光谱成像系统通常依赖不同光谱波段的独立传感器，导致光学对准复杂且存在不可逆的分辨率损失。

本文北京理工大学瓮康康和唐鑫等人提出一种硬件-算法协同设计的架构，用于实现多光谱超分辨率成像。具体而言，我们展示了一个单片四光谱光伏成像平台，分辨率为640×512像素，每个通道的死像素率低于1%。该系统通过将全聚合物本体异质结与胶体量子点结合于单一CMOS兼容架构中，实现了从可见光到短波红外（350–2350 nm）的宽带光谱集成。全聚合物本体异质结与直接光刻图案化的兼容性，使其能够实现精确图案化和高密度集成，并使器件在光伏模式下高效工作。针对平面集成光谱传感架构中固有的分辨率退化问题，我们采用超分辨率重建方法，将图像恢复至640×512分辨率。

该系统同时捕获和处理多光谱数据的能力，为从精准农业到医疗诊断等广泛领域的CMOS集成、多光谱成像、有机光电探测器及超分辨率重建应用铺平了道路。

文章亮点：

1. 单片集成多光谱成像平台：首次在单一CMOS兼容平台上实现从可见光到短波红外（350–2350 nm）的四光谱单片集成成像器，像素达640×512，死像素率低于1%。

2. 直接光刻图案化技术：通过动力学匹配的光交联策略，实现全聚合物本体异质结与HgTe量子点的高精度、高密度图案化集成，特征尺寸小于5 μm，兼容标准CMOS工艺。

3. 硬件-算法协同增强：结合超分辨率重建算法，有效恢复因像素分配导致的分辨率损失，提升多光谱图像的细节分辨与光谱-空间一致性。

W. Li, C. Bi, M. He, et al. “ High-Resolution Multispectral Photovoltaic Imagers from Visible to Short-Wave Infrared.” Advanced Science (2026): e19991.

https://doi.org/10.1002/advs.202519991

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