[发明专利]基于扫描光栅微镜光谱仪的光谱信息重构方法、系统

说明书

本发明提供一种基于扫描光栅微镜光谱仪的光谱信息重构方法、系统，该方法通过获取扫描光栅微镜光谱仪的待重构数据，根据扫描速度反馈信号、预设长度和预设时间间隔生成位置序列，根据光源特征峰波长值和各位置序列值生成各位置序列值对应的重构波长，基于各位置序列值对应的重构波长和光强信号生成扫描光栅微镜光谱仪的重构光谱信息，通过光谱信息重构方法，可以在基于扫描光栅微镜的微型近红外光谱仪系统设计中，通过对单管光电探测器光强信号和扫描光栅微镜的扫描速度反馈信号的结合，生成重构光谱信息，能够直接反映出用户需要的光谱信息，满足用户需求。

技术领域

本发明涉及微光机电领域，特别是涉及一种基于扫描光栅微镜光谱仪的光谱信息重构方法、系统。

背景技术

参见图1，图1为一种基于扫描光栅微镜的微型近红外光谱仪系统的结构示意图，相关技术中，在基于扫描光栅微镜的微型近红外光谱仪系统中，使用正弦波信号驱动扫描光栅微镜1做相应周期的往复扫描(如图中箭头方向所示，往复扫描)，同时将入射狭缝2中摄入的光通过光纤耦合和相应光路(如准直透镜6等)调整之后的光，进入扫描光栅微镜1表面并完成分光，分光后不同波长的单色光会依次经聚焦透镜3聚焦后通过出射狭缝4进入到单管探测器5。当驱动扫描光栅微镜1转动时，通过设计合理的机械转角，可实现该不同波长范围内的光谱探测需求，从而实现单管探测器替代昂贵的阵列探测器，降低了设计成本。

但在扫描光栅微镜的微型近红外光谱仪系统中，光谱信息采集模块(图1中的信号采集板)采集到的只是扫描光栅微镜的扫描速度反馈信号和所对应的光强信号，不能直接反映出所需要的光谱信息，不能满足用户需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于扫描光栅微镜光谱仪的光谱信息重构方法、系统，用于解决相关技术中基于扫描光栅微镜的光谱仪不能提供用户需要的光谱信息的技术问题。

本发明提供了一种扫描光栅微镜光谱仪的光谱信息重构方法，所述方法包括：

获取扫描光栅微镜光谱仪的待重构数据，所述待重构数据包括至少4个光源特征峰波长值、扫描光栅微镜单个光谱信号周期的扫描速度反馈信号，以及单管光电探测器的光强信号；

根据所述扫描速度反馈信号、预设长度和预设时间间隔生成位置序列，所述位置序列包括多个采样点的位置序列值，并根据所述光源特征峰波长值和各所述位置序列值生成各所述位置序列值对应的重构波长；

基于各所述位置序列值对应的所述重构波长和光强信号生成所述扫描光栅微镜光谱仪的重构光谱信息。

可选的，根据所述扫描速度反馈信号、预设长度和预设时间间隔生成位置序列之前，所述方法还包括：

依次将所述扫描速度反馈信号中的各可选采样点确定为第二采样点，所述可选采样点不包括所述扫描速度反馈信号中的首个采样点和最后一个采样点；

确定连续的第一采样点和第二采样点之间扫描速度值的速度差值，所述第二采样点为所述第一采样点的前一个采样点；

若所述速度差值大于或等于预设差值阈值，获取第三采样点的扫描速度值，所述第三采样点为所述第二采样点的后一个采样点，确定第三采样点和第一采样点之间扫描速度值的平均速度值，并将所述平均速度值确定为第二采样点的新的扫描速度值。

可选的，根据所述扫描速度反馈信号、预设长度和预设时间间隔生成位置序列包括：

获取所述扫描速度反馈信号中的最大扫描速度值和最小扫描速度值；

根据所述最大扫描速度值、最小扫描速度值和扫描速度反馈信号生成归一化扫描速度信号，所述归一化扫描速度信号包括多个采样点的归一化扫描速度信号值；

根据所述归一化扫描速度信号和预设时间间隔分别确定扫描总位移和扫描采样点位移；