滤波器阵列重构光谱测定制造技术

一种光谱测定系统可以包括具有第一标准具和第二标准具的标准具阵列。所述第一标准具可以被配置为对光进行处理，从而至少生成第一透射图案。所述第一透射图案可以至少具有对应于所述光的原始光谱内的第一波长的第一透射峰。所述第二标准具可以被配置为对光进行处理，从而至少生成第二透射图案。所述第二透射图案可以至少具有对应于所述光的原始光谱内的第二波长的第二透射峰。所述第一标准具可以具有不同于所述第二标准具的厚度，从而使所述第一透射图案具有至少一个处于不同于所述第二透射图案的波长上的透射峰。所述第一透射图案和所述第二透射图案可以实现对所述光的原始光谱的重构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滤波器阵列重构光谱测定相关申请本申请要求2016年2月26日提交的名称为“ETALONARRAYRECONSTRUCTIVESPECTROMETRY(标准具阵列重构光谱测定)”的美国临时专利申请No.62/300,601的优先权，其公开内容全文以引用方式并入本文中。
本文所公开的主题总体上涉及光谱测定，更具体而言，涉及重构光谱测定。
技术介绍
光谱仪可用于测量包括，例如，电离辐射(例如，伽马辐射、硬x射线、软x射线)、光波(例如，近紫外、近红外、中红外、远红外)和/或微波和无线电波在内的电磁频光谱的一个或多个部分内的光的特性。常规的基于光栅的光谱仪通常依赖于色散光学设备(例如，棱镜和/或光栅)将输入光分成由所述光的分量波长构成的光谱。接下来，衍射光可能被传播(例如，通过一个或多个反射镜)到被配置为测量各分量波长的光功率或强度(例如，单位面积能量)的传感器(例如，光电二极管和/或光电晶体管)上。
技术实现思路
提供了用于滤波器阵列光谱测定的系统和方法。所述系统可以包括具有第一标准具和第二标准具的标准具阵列。所述第一标准具可以被配置为对光进行处理，从而至少生成第一透射图案。所述第一透射图案可以至少具有对应于所述光的原始光谱内的第一波长的第一透射峰。所述第二标准具可以被配置为对光进行处理，从而至少生成第二透射图案。所述第二透射图案可以至少具有对应于所述光的原始光谱内的第二波长的第二透射峰。所述第一标准具可以具有不同于所述第二标准具的厚度，从而使所述第一透射图案具有至少一个处于不同于所述第二透射图案的波长上的透射峰。所述第一透射图案和所述第二透射图案可以实现对所述光的原始光谱的重构。在一些变型中，可以任选按照任何可行的组合包含包括下述特征在内的文中公开的一项或多项特征。所述系统可以进一步包括至少一个处理器和至少一个存储器。所述至少一个存储器可以包括程序代码，所述程序代码在被所述至少一个处理器执行时提供操作。所述操作可以包括至少基于所述第一透射图案和所述第二透射图案重构所述光的原始光谱。对所述光的原始光谱的重构可包括应用一种或多种信号重构技术。所述一种或多种信号重构技术可以包括压缩感测。可以应用所述一种或多种信号重构技术以确定所述光的最佳地拟合所述第一透射图案和所述第二透射图案的近似光谱。在一些变型中，可以确定校正因子。可以至少基于通过所述标准具阵列的光的原始光谱与所述光的重构光谱之间的差异来确定所述校正因子。可以对光谱应用所述校正因子，所述光谱接下来基于通过所述第一标准具和/或第二标准具生成的透射图案而被重构。在一些变型中，可以至少基于所述光的重构光谱分析发射、反射和/或透射所述光的对象(object)。对所述对象的分析可以包括至少基于所述光的重构光谱确定所述对象的分子组成。对所述对象的分析可以包括至少基于所述光的重构光谱来确定所述对象的温度。对所述对象的分析可以包括将所述光的重构光谱与多个已知光谱进行比较。在一些变型中，所述第一标准具可以是由隔开第一距离的第一对反射表面形成的，并且所述第二标准具可以是由隔开第二距离的第二对反射表面形成的。所述第一对反射表面和/或所述第二对反射表面可以是由金属膜形成的。所述金属膜可以是银(Ag)、金(Au)和/或铝(Al)。所述第一对反射表面和/或所述第二对反射表面可以是通过光学透明介质分开的。所述光学透明介质可以是二氧化硅(SiO2)。所述第一透射峰可以至少是由被所述第一对反射表面反射的光的相长干涉导致的，并且所述第二透射峰可以至少是由被所述第二对反射表面反射的光的相长干涉导致的。在一些变型中，所述标准具阵列可以包括阈值数量的标准具，标准具的所述阈值数量至少是基于所述光的光谱的稀疏度确定的。所述滤波器阵列光谱测定系统可以进一步包括传感器。所述标准具阵列可以被设置到所述传感器的前面，并且所述传感器可以被配置为至少俘获所述第一透射图案和/或所述第二透射图案。所述传感器可以是图像传感器和/或光强探测器。所述传感器可以是电荷耦合器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、热传感器、光电二极管、雪崩光电探测器(APD)和/或光电倍增管(PMT)。所述滤波器阵列光谱测定系统可以进一步包括被配置为相对于所述标准具阵列控制所述光的入射角和/或焦点的一个或多个光学设备。所述滤波器阵列光谱测定系统可以进一步包括被配置为装入所述标准具阵列、所述传感器以及所述一个或多个光学设备的外壳。所述标准具阵列可以形成被配置为将所述第一标准具和第二标准具同时设置到所述传感器前面的网格结构，并且所述传感器被配置为可同时俘获所述第一透射图案和所述第二透射图案。所述标准具阵列可以是被配置为在将所述第二标准具设置到所述传感器的前面之前，将所述第一标准具设置到所述传感器的前面的可选择轮，并且，所述传感器被配置为在俘获所述第二透射图案之前俘获所述第一透射图案。所述重构光谱的分辨率可以对应于所述第一标准具和所述第二标准具的相应厚度。在附图和下面的描述当中阐述了文中描述的主题的一种或多种变型的细节。通过所述描述和附图以及权利要求，文中描述的主题的其他特征和优点将变得显而易见。尽管出于例示的目的与企业资源软件系统或者其他商业软件解决方案或架构相关地描述了当前公开的主题的某些特征，但是应当容易地理解这样的特征并非意在构成限制。跟随本公开之后的权利要求意在限定所要求保护的主题的范围。附图说明本专利或申请文件包含至少一幅彩色绘制的附图。在请求并支付必要费用的前提下，专利局将提供本专利或专利申请公开带有一幅或多幅彩色附图的副本。结合到本说明书当中并且构成本说明书的部分的附图示出了本文所公开的主题的某些方面，其连同说明书一起有助于解释与本文所公开的主题相关联的某些原理。在附图中：图1A描绘了说明根据一些示例性实施例的重构光谱测定系统的方框图；图1B描绘了根据一些示例性实施例的滤波器阵列光谱仪的示例性配置；图1C描绘了根据一些示例性实施例的滤波器阵列光谱仪的示例性配置；图1D描绘了说明根据一些示例性实施例的滤波器阵列和传感器阵列的透视图；图1E描绘了根据一些示例性实施例的针对滤波器阵列光谱仪的输入选项；图1F描绘了根据一些示例性实施例的针对滤波器阵列光谱仪的输入选项；图2A描绘了根据一些示例性实施例的第一滤波器和第二滤波器；图2B描绘了说明根据一些示例性实施例的与第一滤波器和第二滤波器相关联的透射图案的图示；图3A描绘了根据一些示例性实施例的滤波器阵列；图3B描绘了根据一些示例性实施例的滤波器阵列；图4描绘了说明根据一些示例性实施例的用于重构光谱测定的过程的流程图；并且图5描绘了说明与当前主题的实施方式一致的计算系统的方框图。在实际时，采用类似的附图标记表示类似的结构、特征或元件。具体实施方式常规光谱仪可以至少通过使输入光发生衍射(例如，变成由所述光的分量波长构成的光谱)并且使衍射光传播到传感器(例如，光电二极管和/或光电晶体管的阵列)上来测量光的特性(例如，强度)。然而，执行这些操作通常需要大量的移动光学部件(例如，棱镜、光栅和/或反射镜)，它们使得常规光谱仪过于笨重、易碎、昂贵。因而，尽管其具有很多有用的应用，但是到目前为止光谱仪仍然未能扩散到实验室范围之外。在一些示例性实施例中，一种滤波器阵列光谱仪可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：具有第一标准具和第二标准具的标准具阵列，所述第一标准具被配置为对光进行处理，从而至少生成第一透射图案，所述第一透射图案至少具有对应于所述光的原始光谱内的第一波长的第一透射峰，所述第二标准具被配置为对所述光进行处理，从而至少生成第二透射图案，所述第二透射图案至少具有对应于所述光的所述原始光谱内的第二波长的第二透射峰，所述第一标准具具有不同于所述第二标准具的厚度，从而使所述第一透射图案具有至少一个处于与所述第二透射图案不同的波长上的透射峰，并且所述第一透射图案和所述第二透射图案使得能够实现光谱学的对所述光的所述原始光谱的重构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 US 62/300,6011.一种系统，包括：具有第一标准具和第二标准具的标准具阵列，所述第一标准具被配置为对光进行处理，从而至少生成第一透射图案，所述第一透射图案至少具有对应于所述光的原始光谱内的第一波长的第一透射峰，所述第二标准具被配置为对所述光进行处理，从而至少生成第二透射图案，所述第二透射图案至少具有对应于所述光的所述原始光谱内的第二波长的第二透射峰，所述第一标准具具有不同于所述第二标准具的厚度，从而使所述第一透射图案具有至少一个处于与所述第二透射图案不同的波长上的透射峰，并且所述第一透射图案和所述第二透射图案使得能够实现光谱学的对所述光的所述原始光谱的重构。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：至少一个数据处理器；以及至少一个包括程序代码的存储器，所述程序代码在被所述至少一个数据处理器执行时提供包括下述操作在内的操作：至少基于所述第一透射图案和所述第二透射图案来重构所述光的所述原始光谱。3.根据权利要求2所述的系统，其中，对所述光的所述原始光谱的重构包括应用一种或多种信号重构技术。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述一种或多种信号重构技术包括压缩感测。5.根据权利要求3-4中的任何一项所述的系统，其中，应用所述一种或多种信号重构技术来确定所述光的最佳地拟合所述第一透射图案和所述第二透射图案的近似光谱。6.根据权利要求2-5中的任何一项所述的系统，进一步包括：确定校正因子，所述校正因子是至少基于通过所述标准具阵列的所述光的所述原始光谱与所述光的重构光谱之间的差异而确定的。7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括：对接下来基于通过所述第一标准具和/或第二标准具生成的透射图案重构的光谱应用所述校正因子。8.根据权利要求2-7中的任何一项所述的系统，进一步包括：至少基于所述光的重构光谱，对发射、反射和/或透射所述光的对象进行分析。9.根据权利要求8所述的系统，其中，对所述对象的分析包括至少基于所述光的重构光谱来确定所述对象的分子组成。10.根据权利要求8-9中的任何一项所述的系统，其中，对所述对象的分析包括至少基于所述光的重构光谱来确定所述对象的温度。11.根据权利要求8-10中的任何一项所述的系统，其中，对所述对象的分析包括将所述光的重构光谱与多个已知光谱进行比较。12.根据权利要求1-11中的任何一项所述的系统，其中，所述第一标准具是由隔开第一距离的第一对反射表面形成的，并且其中，所述第二标准具是由隔开第二距离的第二对反射表面形成的。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述第一对反射表面和/或所述第二对反射表面是由金属膜形成的。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述金属膜包括银(Ag)、金(Au)和/或铝(Al)。15.根据权利要求12-14中的任何一项所述的系统，其中，所述第一对反射表面和/或所述第二对反射表面通过光学透明介质隔开。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述光学透明介质包括二氧化硅(SiO2)。17.根据权利要求12-16中的任何一项所述的系统，其中，所述第一透射峰至少是由被所述第一对反射表面反射的所述光的相长干涉引起的，并且其中，所述第二透射峰至少是由被所述第二对反射表面反射的所述光的相长干涉引起的。18.根据权利要求1-17中的任何一项所述的系统，其中，所述标准具阵列包括阈值数量的标准具，标准具的所述阈值数量至少是基于所述光的光谱的稀疏度确定的。19.根据权利要求1-18中的任何一项所述的系统，进一步包括传感器，所述标准具阵列被设置到所述传感器的前面，并且所述传感器被配置为至少俘获所述第一透射图案和/或所述第二透射图案。20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述传感器包括图像传感器和/或光强探测器。21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述传感器包括电荷耦合器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、热传感器、光电二极管、雪崩光电探测器(APD)和/或光电倍增管(PMT)。22.根据权利要求1-19中的任何一项所述的系统，进一步包括：被配置为相对于标准具阵列来控制所述光的入射角和/或焦点的一个或多个光学器件；以及被配置为装入所述标准具阵列、所述传感器以及所述一个或多个光学器件的外壳。23.根据权利要求19-22中的任何一项所述的系统，其中，所述标准具阵列包括被配置为将所述第一标准具和所述第二标准具同时设置到所述传感器的前面的网格结构，并且其中，所述传感器被配置为同时俘获所述第一透射图案和所述第二透射图案。24.根据权利要求19-23中的任何一项所述的系统，其中，所述标准具阵列包括被配置为在将所述第二标准具设置到所述传感器的前面之前，将所述第一标准具设置到所述传感器的前面的可选择轮，并且其中，所述传感器被配置为在俘获所述第二透射图案之前俘获所述第一透射图案。25.根据权利要求1-24中的任何一项所述的系统，其中，所述重构光谱的分辨率对应于所述第一标准具和所述第二标准具的相应厚度。26.一种方法，包括：通过标准具阵列内的第一标准具生成第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘照伟，Q·马，E·黄，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国,US