Hyperspectral imaging is a technology that combines imaging and spectroscopy, This method is drawing attention that it can obtain more precise spectral information than traditional RGB format-based imaging devices. Conventional hyperspectral imaging was performed by scanning in either space or spectral information using dispersive elements. However, the limitation was that it requires large free space to obtain precise spectral resolution. Recently, there have been increasing research efforts exploiting a characteristic of speckle patterns that randomly mix an object's space and spectral information through the scattering process inside a thin disorder medium. In particular, a single-shot hyperspectral imaging is possible in that the point spread function(PSF) generated by a point of an object is spatially invariant within the range of memory effects for a thin disorder medium and the PSF is sensitive with respect to wavelength change. This is because the image formed at the output of the disordered medium can be expressed as the sum of the intensity of light formed by the convolution of the object and the PSF for various wavelengths. In this imaging scheme, the performance of the hyperspectral sensor is determined by the memory effect range of the disordered medium and the spectral resolution of the speckle. In this study, a disordered medium was fabricated by mixing ZnO nanoparticles and polydimethylsiloxane (PDMS). Memory effect range and spectral resolution were controlled by quantitatively adjusting the thickness and free scattering path of the scattering variable. In particular, as the disorder medium was stacked, the memory effect range was $0.01^\circ$ to $0.1^\circ$ level and the spectral resolution was adjustable from 0.1 nm to 10 nm level.
초분광이미징은 이미징과 분광학을 결합한 기술로서 RGB 포맷기반의 영상장치보다 정밀한 분광 정보를 얻을 수 있는 점에서 주목을 받고 있다.기존의 초분광이미징은 분산부품을 이용하여 공간 또는 분광정보를 스캐닝 하는 방식으로 이루어졌으나 정밀한 분광 해상도를 얻기 위해서는 공간이 넓어야하는 점이 한계로 작용하였다. 최근에는 얇은 무질서 매질을 통과한 빛이 만드는 스페클 패턴이 산란 과정을 거치면서 물체가 갖고있는 공간, 분광정보들을 랜덤하게 섞는 특징을 이용하는 연구가 이루어지고 있다. 이는 무질서 매질을 투과하여 측정된 이미지는 여러 파장에 대한 점 퍼짐 함수와 물체의 공간 세기 분포 컨볼루션으로 형성된 빛의 세기의 합으로 표현 가능하기 때문이다. 이때 초분광 센서의 성능은 무질서 매질의 메모리이펙트 범위와 파장에 따른 스페클의 분광해상도가 결정한다. 본 연구에서는 ZnO 나노 입자와 PDMS(polydimethyl-siloxane)를 혼합하여 무질서 매질을 만들고 산란 변수인 매질의 두께, 자유산란 경로를 정량적으로 조절하여 메모리 이펙트 범위와 분광해상도를 조절하였다. 특히 무질서 매질을 적층함에 따라 메모리이펙트 범위는 $0.01^\circ$ to $0.1^\circ$ 수준, 분광해상도는 0.1nm에서 10nm 수준으로 조절가능함을 보였다.
