本週美國猶他州舉行 2024 年小衛星會議（Small Satellite conference），比利時微電子研究中心（imec）為產品組合新增高光譜感測器，聚焦太空應用。高光譜感測器含一顆線掃式濾光片，支援廣域波長（450~900 奈米），還有一致高度感光性能，適合滿足小型衛星地球探測應用對訊噪比（SNR）的嚴苛需求。
imec 還指出，最佳化製程還能確保感測器間的變異性極低，成為衛星星群用理想感測器。新感測器能為多種太空進行的多光譜及高光譜成像應用打造高品質影像，如糧食系統、農業、生物多樣性、水源和空氣品質及採礦監測。
imec 表示，從太空使用光譜成像的應用快速成長，許多企業都在建造小型衛星星群來進行像是植物病害篩檢、沿岸區域監測，或是森林管理應用的生質物指標計算。為了蒐集準確且詳細的資料，這類衛星高度仰賴先進的感測器。這些感測器的其中一項關鍵性能就是提供寬廣的光譜範圍與高靈敏度。光譜範圍較寬，就能偵測到多種影像特徵，而光學靈敏度較高，則能在訊號非常微弱時，仍然正確捕捉訊號。
為了打造這款新型感測器，imec 將特殊的濾光薄膜單片整合於一款曾用於太空應用的艾邁思（ams）CMV2000 影像感測器。成品有一顆 2/3 英吋鏡頭，2040px 交叉飛航解析度，並以全解析度提供高達 340 幀率（fps）的影像處理性能。這款感測器可定義多個 ROI（region of interest），支援不同應用：感測器能以全解析度運作，或選擇特定波段，減少資料量的同時，還能增加幀率和訊噪比。
新感測器具 96 個波段，涵蓋 450~900 奈米光譜範圍，經等距分割，分成多個準確定位的光波段，與第一代機型相比，濾波片在完整光譜範圍內的穿透效率也更為一致。該感測器能在每個波段達十級數位時間延遲積分（TDI），與上代相比，偵測器的 TDI 性能翻倍，因此能在全域的波長範圍內提供最大的訊噪比，並實現更精確的特徵偵測，這點對從太空進行環境偵測來說至關重要。此外，imec 也優化了這項技術的製程，成功降低感測器間的變異性，確保實現準確影像，並縮短處理時間。
薄膜濾光片單片整合至 ams 影像感測器，imec 打造出性能強健且穩定的硬體設置。不同於其他把不同光學元件置於鏡頭與感測器之間的配置，這種整合式設計能保證濾光片與感測器之間精確對準，還能防撞、防震與抵抗溫度變化，對於太空的嚴峻條件來說，這點是絕佳利器。這款感測器目前開放現成零售，不僅降低導入先進技術的門檻，也能讓企業開始試用單件產品或討論批量採購協議。
(首圖來源：imec)
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