[发明专利]一种基于数字微反射镜的便携式高光谱重构器

摘要

本发明公开了一种基于数字微反射镜的便携式高光谱重构器，包括：分光器，所述的分光器将进入系统的光按不同波长分光并输出；通道选择器，所述的通道选择器不同空间通道控制着不同波长汇聚光斑的传输，并可自由选择哪些通道的光斑能够进入后续系统；光汇聚器，所述的光汇聚器将不同通道的光斑汇聚成一个极小的光斑并输出。该重构器可预先利用标准光源和大型高精度谱仪对每个通道进行高精度光谱定标，然后结合实际测得的样品光谱曲线重构出突破系统自身光谱分辨极限的光谱数据，从而提升便携式光谱系统的光谱分辨能力。

主权项

一种基于数字微反射镜的便携式高光谱重构器，它包括分光器(1)、通道选择器(2)和光汇聚器(3)，其特征在于：所述的分光器(1)具有入射狭缝(101)、准直镜(102)、光栅(103)和聚焦镜(104)，其中准直镜(102)将通过入射狭缝(101)的光束准直为平行光束并入射到光栅(103)表面，准直光束经光栅分光后经聚焦镜(104)聚焦输出；所述的通道选择器(2)由数字微反射镜构成(201)，不同微镜单元可自由控制不同波长汇聚光斑的传输；所述的光汇聚器(3)具有准直镜(301)、光栅(302)、聚焦镜(303)、柱面镜(304)和出射口(305)，其中所述的准直镜(301)将不同通道的光斑的发散光束准直为不同方向的平行光束并入射到光栅表面(302)，准直光束经光栅补偿光程差后由聚焦镜(303)和柱面镜(304)汇聚成一个极小的光斑通过出射口(305)输出；所述的基于数字微反射镜的便携式高光谱重构器光谱重构过程由以下部件实现：首先利用重构器的分光器(1)将已知标准光源的入射光分光并聚焦到通道选择器(2)的总数为N的不同通道处，然后扫描通道选择器(2)让每个通道上的光斑依次进入光汇聚器并输出(3)，在扫描每个通道的同时利用大型高精密光谱仪在输出口(305)处测试光谱响应从而得到每一个通道的光谱响应曲线，定标时需要尽可能高的光谱分辨率以满足定标采样点M＞＞N，此时可得到系统的N×M二维光谱响应矩阵T；在实际的外场测试中，可在输出口(305)配备单点探测器测试每个通道的强度值从而得到测试样本实际的N×1光谱曲线，然后将此光谱曲线和预先定标好的光谱响应矩阵T相关联，通过非负矩阵满秩分解算法重构出光谱分辨率更高的M×1光谱数据。