[发明专利]利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率的方法

说明书

本发明公开了一种利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率的方法，涉及光检测技术领域，其包括：S1、选择入口狭缝宽度可调的光谱仪系统；S2、调节光谱仪系统的入口狭缝宽度；S3、根据光谱仪系统参数计算得到当前入口狭缝宽度下单波长成像宽度所占像素个数p；S4、保持入口狭缝宽度不变，将宽谱光入射至光谱仪系统的入口狭缝，通过该光谱仪系统测量得到单波长成像宽度占据p个像素时的低分辨率光谱数据；重复步骤S2～S4，直至得到N组不同的低分辨率光谱数据；将不同的低分辨率光谱数据组合，通过逆卷积得到高分辨率光谱数据。本发明利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率，提升效果明显，能够极好的满足弱待测光信号的检测。

技术领域

本发明涉及光检测技术领域，具体而言，涉及一种利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率的方法。

背景技术

目前获取光谱数据的方法是待测光入射至光谱仪系统，在系统内经过色散、成像到探测器上，而不同波长成像都会有一定宽度，导致成像在探测器上的每个像素位置处同时包含了多个不同波长的光强值，表现在最终的光谱曲线上，就是同一级次不同波长光谱重叠，导致获取的光谱数据的分辨率降低。目前提高光谱分辨率的方法一般是减小狭缝宽度，从而减小不同波长的重叠程度，进而提高光谱分辨率。但是狭缝宽度也不能无限制减小，因为狭缝宽度与进入系统的光通量成正比，狭缝越小，光通量越小，最终成像在探测器上的光谱曲线的信噪比就会降低。传统获取高分辨率光谱数据的方法是优化狭缝宽度，使得保证信噪比满足要求的前提下，实现最高的光谱分辨率。但是在一些待测光信号很弱的情况下，狭缝宽度需要增大才能检测到信号，但是同时会引起光谱分辨率下降。

发明内容

本发明提供了一种利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率的方法，以缓解上述问题。

本发明采取的技术方案如下：

本发明提供了一种利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率的方法，包括：

S1、选择入口狭缝宽度可调的光谱仪系统；

S2、调节光谱仪系统的入口狭缝宽度；

S3、根据光谱仪系统参数计算或实际测量得到当前入口狭缝宽度下单波长成像宽度所占像素个数p；

S4、保持入口狭缝宽度不变，将宽谱光入射至光谱仪系统的入口狭缝，通过该光谱仪系统测量得到单波长成像宽度占据p个像素时的低分辨率光谱数据；

重复步骤S2～S4，直至得到N组不同的低分辨率光谱数据，其中每次调节得到的入口狭缝宽度均不同；

将不同的低分辨率光谱数据组合，通过逆卷积得到高分辨率光谱数据。

本技术方案的技术效果是：利用逆卷积提高光谱仪系统分辨率，在不增加待测光源强度的前提下，光谱仪系统光通量和光谱分辨率不存在相互制约的问题，分辨率提升效果明显，能够极好的满足弱待测光信号的检测。

进一步地，所述步骤S4中的宽谱光强度在入口狭缝分布均匀。

本技术方案的技术效果是：光强度均匀分布时，不同入口狭缝宽度下，宽谱光色散后的单波长成像在探测器上每个像素位置处对应的光强可相同。

进一步地，低分辨率光谱数据的组数N≥2。

具体地，逆卷积得到的高分辨率光谱数据等效为1个像素宽度的光谱分辨率数据。

具体地，在进行逆卷积时，将各入口狭缝宽度下单波长成像宽度所占像素个数p作为卷积窗口宽度，各低分辨率光谱数据所对应的光谱仪系统的探测器的量子效率作为卷积核系数。

进一步地，各入口狭缝宽度下单波长成像宽度所占像素个数p＞1。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明