[发明专利]基于通带可调滤光片的算法重建窄带光谱探测方法及设备

权利要求书

1.基于通带可调滤光片的算法重建窄带光谱探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、待测光源(1)射出的光束经准直透镜(2)透过分束器(3)形成两个光路，两个光路分别为光路I及光路II；

S2、设定通带可调滤光片(5)倾斜角为θ，光路I以角度θ₁通过通带可调滤光片(5)，此时，通带可调滤光片(5)相对光路I，中心波长为λ₁；光路II经过第一反射镜(6)反射后以角度θ₂通过通带可调滤光片(5)，此时，通带可调滤光片(5)相对光路II，中心波长为λ₂；

S3、通过通带可调滤光片(5)的光路I到达第一光探测器(8)并被检测；通过通带可调滤光片(5)的光路II通过第二反射镜(7)到达第二光探测器(9)并被检测，随后通过差分运算得到第一光探测器(8)与第二光探测器(9)间的光强差；

S4、通过角度调节机构(4)使得通带可调滤光片(5)的角度增加至θ+Δθ′，光路I以角度θ₁′通过通带可调滤光片(5)，通带可调滤光片(5)相对光路I的中心波长为λ₁+Δλ₁；光路II以角度θ₂′通过通带可调滤光片(5)，通带可调滤光片(5)相对光路II中心波长为λ₂+Δλ₂；

S5、通过通带可调滤光片(5)的光路I到达第一光探测器(8)并被检测；通过通带可调滤光片(5)的光路II通过第二反射镜(7)到达第二光探测器(9)并被检测，随后通过差分运算得到第一光探测器(8)与第二光探测器(9)间的光强差；

S6、重复步骤S4及步骤S5，记录多组差分光强信号，通过重建算法获得细节光谱信息。

2.根据权利要求1所述的基于通带可调滤光片的算法重建窄带光谱探测方法，其特征在于，采用S型函数曲线描述通带可调滤光片(5)的透光率，其中，S型函数曲线为：

T(λ)＝A/(1+exp(-k*(λ-λ_c)))；

其中，λ为波长；λ_c为S型函数曲线对称中心所在波长；k描述曲线上升的速率；T(λ)为滤光片对波长的透光率；A为S型函数曲线的最大值。

3.根据权利要求1所述的基于通带可调滤光片的算法重建窄带光谱探测方法，其特征在于，定义响应函数f(λ)为两光路透光率之差，所述光强差信号强度可描述为：

其中，[λ_a,λ_b]为待测窄带波段的波长范围；S(λ)为待测光谱，即待重建光谱；I为两探测器所测得光强差；I_down为第一探测器(8)所得到的光强信息；I_up为第二探测器(9)所得到的光强信息。

4.根据权利要求1所述的基于通带可调滤光片的算法重建窄带光谱探测方法，其特征在于，通过旋转通带可调滤光片(5)至m个不同角度，记录m个响应函数f₁(λ),f₂(λ),…,f_m(λ)，线性方程组描述为：

其中S(λ_a),S(λ_a+1),S(λ_a+2),…,S(λ_b)为待重建光谱中各分立的波长的光强，通过求解线性方程组即可得到S(λ_a),S(λ_a+1),S(λ_a+2),…,S(λ_b)波段光谱信息。