[发明专利]一种多元光学元件设计方法及多元光学元件

说明书

本发明提供了一种多元光学元件设计方法及多元光学元件，多元光学元件设计方法包括获取待测物质的光谱数据集；将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；从多个液晶可调谐滤光片中任选出两个滤光片组合，根据透过率函数及回归向量，得到实际电压值及实际回归精度；根据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。本发明利用回归向量确定液晶电压初始值，根据实际回归精度得到最终的设计结果，快速、准确的找到对待测物质检测效果最好的滤光片组合和电压值，解决了现有的多元光学元件设计结果过程复杂、难度高的问题。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种多元光学元件设计方法及多元光学元件。

背景技术

为了实现待测物质的回归分析和探测，一般会将从待测物质表面反射的光入射到偏振分束器，分成的两束偏振光一束经过液晶可调谐滤光片1，另一束经过液晶可调谐滤光片2；之后两束光经过偏振分束器重新组合，并成像到面阵探测器的两个区域，两个区域图像相减提取出需要的目标信息，图像相减等效于两个可协调液晶滤光片之间透过率函数相减，即实现了多元回归计算，两个液晶可调谐滤光片构成多元光学元件，通过使用不同级数的液晶可调谐滤光片，并为其配置不同的电压，能够通过调节其透过率的方式实现不同待测物质的检测。

然而，在进行待测物质的检测时，需要使用到两组液晶可调谐滤光片，这就需要进行液晶可调谐滤光片的临时组合和组装调配，十分不方便，且在使用过程中，对两个液晶可调谐滤光片分别进行温度和电压控制也一定程度上造成了资源浪费；进一步的，液晶可调谐滤光片单级的厚度较大，常规的级数在10级以内，不易选出最合适的两个液晶可调谐滤光片进行组合，若最终构成的透过率曲线与待测物质的实际回归向量将存在明显的差异，影响最终的检测结果。

综上，现有技术中的液晶可调谐滤光片存在不易选出最佳组合、装配困难的问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多元光学元件设计方法及多元光学元件，以改善现有技术中的液晶可调谐滤光片存在不易选出最佳组合、装配困难的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种多元光学元件设计方法，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。

在本发明一实施例中，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。

在本发明一实施例中，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，处理得到实际电压值及对应的实际回归精度的步骤包括：

构建损失函数：