【技术实现步骤摘要】
(一)本专利技术涉及的是一种片上光谱仪光谱重构优化方法，可实现一种稳定性好，准确率高的片上光谱仪，属于光谱探测。
技术介绍
0、(二)
技术介绍
1、迄今为止，光学光谱仪已经被广泛应用于各个领域，是科研过程中分析材料本征属性和检测各项指标的重要仪器。然而传统的台式光谱仪因为由色散光学系统、探测器阵列和可移动部件组成，色散光学系统本身的体积就比较庞大，再加上其分光的分辨率和光程长度成正比，这些因素阻碍了光谱仪的小型化，使得光谱仪无法广泛应用于便携式食品检测、水下科研和营养作物分析等领域。近年来，光谱仪的小型化得到了发展，有科研工作者在二十世纪九十年代初提出了计算型光谱仪的概念，该类型的光谱仪与传统光谱仪最大的区别就是取消了体积庞大的色散光学系统，而是利用矩阵方程来求解重建出未知光的光谱，使得光谱仪的尺寸缩小到微米级，而且计算型光谱仪还可以和现代的硬件技术相结合，利用机器学习等发达的计算方法，提高光谱还原的精确度。
2、计算型光谱仪中实现重建光谱最常用的方法就是给每个探测器定制不同的光谱响应，这可以通过探测器本身的结构...
【技术保护点】
1.一种片上光谱仪光谱重构的优化方法，其特征在于，所述的优化方法包括：搭建光电二极管光谱响应函数的测量系统；对所述的光谱响应函数中的矩阵进行稳定性分析，得到矩阵的条件数；改变测量构建光谱响应函数时所选择的偏置电压数值，构建多组不同的光谱响应函数矩阵；选择稳定性最好的光谱响应矩阵，用于重构未知光谱；片上光谱仪所用到的探测器为雪崩光电二极管(1)，该光电二极管的特性就是在接近击穿电压的时候光谱响应度会成指数型上升，导致片上光谱仪中用于重构的光谱响应矩阵变成病态矩阵，重构出来的光谱受环境噪声影响较大，用优化方法处理后，可以降低病态矩阵的条件数，提高重构光谱的准确性。
...【技术特征摘要】
1.一种片上光谱仪光谱重构的优化方法，其特征在于，所述的优化方法包括：搭建光电二极管光谱响应函数的测量系统；对所述的光谱响应函数中的矩阵进行稳定性分析，得到矩阵的条件数；改变测量构建光谱响应函数时所选择的偏置电压数值，构建多组不同的光谱响应函数矩阵；选择稳定性最好的光谱响应矩阵，用于重构未知光谱；片上光谱仪所用到的探测器为雪崩光电二极管(1)，该光电二极管的特性就是在接近击穿电压的时候光谱响应度会成指数型上升，导致片上光谱仪中用于重构的光谱响应矩阵变成病态矩阵，重构出来的光谱受环境噪声影响较大，用优化方法处理后，可以降低病态矩阵的条件数，提高重构光谱的准确性。
2.根据权利要求1所述的片上光谱仪光谱重构的优化方法，其特征在于，所述的片上光谱仪系统由雪崩光电二极管(1)、偏置电压电路(2)、跨阻放大器tia(3)、ad转换电路(4)、光谱重构系统(5)和信息显示系统(6)组成，在光谱重构系统中，将入射的未知光的参数光通量和波长设为未知量f(λ)，光谱响应矩阵中的每个元素r(i,j)(λ)表示雪崩光电二极管在偏压为vi且入射光波长为λj时的光谱响应，已知量ii表示未知光入射后雪崩型光电二极管偏压为vi时的光电流，当未知光照射在雪崩光电二极管上后，雪崩光电二极管会产生一组相应的电流信号，电流信号经过跨阻放大器转换成电压信号，所得到的电压信号在通过ad转换电路变成数字信号输入到光谱重构系统中，在光谱重构系统中求解矩阵方程即可得到未知入射光的光谱信息f(λ)，最后在信息显示系统中显示还原出来的光谱。
3.根据权利要求1所述的片上光谱仪光谱重构的优化方法，其特征在于，所述的光电二极管光谱响应函数的测量系统由宽谱光源(7)、滤光系统(8)、雪崩光电二极管(1)、偏置电压电路(2)、跨阻放大器tia(3)、数字示波器(9)和光谱重构系统(5)组成，宽谱光源可发出一束宽谱光，经过滤波系统后变成单色光，单色光耦合进光纤后照射在雪崩光电二极管上产生相应的电流信号，电流信号再经过跨阻放大器转换成电压信号显示在示波器上，最后将电压信号和光通量输入光谱重构系统中构建...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。