[发明专利]一种多元光学元件设计方法及多元光学元件

权利要求书

1.一种多元光学元件设计方法，其特征在于，包括：

获取待测物质的光谱数据集；

将所述光谱数据集输入预先训练好的多元回归校正模型，得到理想回归精度和回归向量；

将多个液晶可调谐滤光片两两组合，得到滤光片组合；

从中任选出两个滤光片组合，根据其对应的透过率函数及所述回归向量，处理得到实际初始电压值，并根据所述初始电压值处理得到实际电压值及对应的实际回归精度；

根据所述理想回归精度和预设的误差范围，挑选出最优的实际回归精度，并将其对应的实际电压值和滤光片组合作为最终的多元光学元件设计结果。

2.根据权利要求1所述的多元光学元件设计方法，其特征在于，所述将所述光谱数据集输入预先训练好的多元回归校正模型，得到理想回归精度和回归向量的步骤包括：

将所述光谱数据集输入所述多元回归校正模型，得到对应的预测浓度值；

根据所述待测物质预存的实际浓度值，将所述预测浓度值符合所述实际浓度值的概率作为所述理想回归精度；

将所述光谱数据集和对应的预测浓度值相除，得到所述回归向量。

3.根据权利要求2所述的多元光学元件设计方法，其特征在于，所述从中任选出两个滤光片组合，根据其对应的透过率函数及所述回归向量，处理得到实际初始电压值，并根据所述初始电压值处理得到实际电压值及对应的实际回归精度的步骤包括：

构建损失函数：

其中，θ_a，θ_b表示一个滤光片组合中的两个液晶可调谐滤光片的电压值；θ_c，θ_d表示另一个滤光片组合中的两个液晶可调谐滤光片的电压值；f表示透过率函数；表示所述回归向量，且x_i表示光谱数据集中的第i个光谱向量，y_i表示第i个光谱向量的预测浓度值；n表示光谱数据集中光谱向量的总数；

将所述损失函数的值最小时对应的电压值作为实际初始电压值；

根据所述实际初始电压值，计算得到下降距离：

其中，α表示预设的迭代步长；分别表示两个滤光片组合中的四个液晶可调谐滤光片对应的初始电压值；分别表示四个液晶可调谐滤光片在实际初始电压值的基础上叠加t个迭代步长的电压值；其中，q，w，e，r分别表示四个液晶可调谐滤光片在预设的电压变化范围内，在实际初始电压值的基础上能够叠加的迭代步长的最大数值；

判断D是否小于预设的距离阈值；

若是，则(θ_a，θ_b，θ_c，θ_d)即为所述实际电压值；

若否，则采用如下公式进行(θ_a，θ_b，θ_c，θ_d)的更新，并再次计算所述下降距离直到得到所述实际电压值：

其中：(θ_a，θ_b，θ_c，θ_d)′为更新后的电压值；

根据所述光谱数据集和所述透过率函数，处理得到所述实际电压值对应的实际回归精度。

4.根据权利要求3所述的多元光学元件设计方法，其特征在于，所述根据所述光谱数据集和所述透过率函数，处理得到所述实际电压值对应的实际回归精度的步骤包括：

根据所述透过率函数，计算四个液晶可调谐滤光片的每组实际电压值对应的实际透过率；

针对每个所述实际电压值：

将所述光谱数据集与对应的实际透过率相乘，得到估计浓度值；

将所述估计浓度值符合所述实际浓度值的概率作为所述实际回归精度。