[发明专利]一种基于光谱调制法的光谱芯片

权利要求书

1.一种基于光谱调制法的光谱芯片，其特征在于，包括：光学聚集镜器件、光谱调制模组、探测器、光谱解调模组、光谱显示控制模组、光谱分析模组和分析结果显示模组；

其中，所述光学聚集镜器件用于接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

其中，所述光谱调制模组包括：光谱材料模块，所述光谱材料模块用于调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，所述光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

其中，所述探测器用于探测所述光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

其中，所述光谱解调模组包括光谱强度及位置采集模块和光谱信息解调模块，所述光谱强度及位置采集模块用于获取所述探测器探测到的光谱信息，所述光谱信息解调模块用于反演待测物光谱信息；

其中，所述光谱显示控制模组包括光谱芯片系统控制模块、光谱数据显示模块、光谱数据存储模块，所述光谱芯片系统控制模块用于控制整个系统开关及工作参数，所述光谱数据显示模块用于实时显示探测光谱曲线，所述光谱数据存储模块用于存储探测到的光谱信息原始数据；

其中，所述光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，所述光谱数据处理算法包括：其中，i为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，mij为光谱库中的对应像素位置信息，x为采集到的光谱数据,k为自变量数；

其中，所述分析结果显示模组，包括数据显示模块和数据结果存储模块，所述数据显示模块用于显示光谱分析模组的结果显示，所述数据结果存储模块用于显示光谱分析模组的信息存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱调制法的光谱芯片，其特征在于，所述探测器选用QHYCCDD的一款QHY5-II型号，采用QHY5-II相机1/2英寸黑白版传感器。

3.一种利用基于光谱调制法的光谱芯片的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：开启光谱芯片的光谱显示及控制模块，所述光谱显示及控制模块的光谱芯片系统控制模块开始工作，所述光谱芯片系统控制模块控制光学聚集镜器件、光谱调制模组、探测器、光谱解调模组、光谱显示控制模组、光谱分析模组和分析结果显示模组的工作参数；

步骤2：利用光谱显示及控制模块控制所述光谱显示及控制模块中的光谱芯片系统控制模块对所述驱动光学聚焦镜器件进行控制，使所述驱动光学聚焦镜器进入工作状态；

步骤3：在步骤2中的所述驱动光学聚焦镜器进入工作状态后，将待测物质放置到所述驱动光学聚焦镜器件上，所述光学聚集镜器件接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

步骤4：将步骤3中所述光学聚焦镜接收到的光谱信号传递至光谱调制模组，所述光谱调制模组控制所述光谱调制模组的光谱材料模块，所述光谱材料模块调制光谱信息强度和对应像素位置信息；其中，由于光谱调制材料的调制特性已知，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由所述探测器接收；

步骤5：利用探测器探测经过步骤4中所述光谱材料模块调制的光谱信号强度；

步骤6：利用探测器接收到的光谱信息传递给光谱解调模组，所述光谱解调模组的光谱强度及位置采集模块接收到光谱信息传递至所述光谱解调模组的光谱信息解调算法模块，所述光谱信息解调算法模块对光谱解调，得到对应入射光光谱信息，其中，由于光谱调制材料的调制特性已知，根据不同区域光谱调制材料光谱特性和探测器接收到的不同区域光谱调制后强度，计算反演出入射光谱信息；

步骤7：将步骤6解调后的待测光谱信息传递至光谱显示控制模，所述光谱显示控制模的光谱数据显示模块显示其波长和对应强度信息，所述光谱显示控制模的光谱数据存储模块存储对应光谱数据；

步骤8：光谱分析模组利用光谱数据处理算法对待测物质光谱进行分析，给出光谱分析结果，最终由分析结果显示模组的数据显示模块显示，并且由分析结果显示模组的数据结果存储模块存储数据。