光谱相机，又称为光谱成像光谱仪，是集光谱采集和目标成像于一体的探测设备。通过对目标空间、光谱三维信息的采集，从而大大拓展获取的信息总量。传统光谱相机由面阵相机、分光设备等光学元件组成，体积较大，价格昂贵，维护成本高，阻碍了其在原位测量等场景的应用。本项目致力于设计端到端衍射成像系统，从而实现单一光学元件的光谱成像，并根据设计完成衍射光学元件加工，对光谱成像设备的小型化与低成本化具有重要意义。

1. 自主设计制造衍射光学元件并完成加工与成像系统搭建

基于直通估计器（STE）进行二级量化衍射光学元件设计，探索AZP4620光刻胶旋涂工艺，利用Microlab激光直写图形化设备完成图案直写，通过反应离子刻蚀完成图案转移，制备得到的DOE与MER2-G彩色工业相机配合构成成像系统。

2.光谱图像重构后端重建算法设计与优化基于Res-Unet构建后端光谱图像重构神经网络，并利用ICVL光谱图像数据集对神经网络进行训练；对加工得到的DOE点扩散函数进行标定，并结合ADMM对重构网络进行优化，从而提高模型在实际物理场景的精度。

项目完成了衍射光学元件光谱成像系统的构建，初步实现了衍射光学元件成像和后端重建算法的图像重建，得到了较好的实验结果。利用ICVL光谱图像数据集对神经网络进行训练，数值实验得到的重构图像PSNR达到了34dB；对加工得到的DOE点扩散函数进行标定，并结合ADMM对重构网络进行优化，可以实现30dB的重构精度。相较传统光谱相机，本项目中所搭建的高光谱相机实现了项目预期中的小型化目标，同时也降低了光谱成像系统的搭建成本。