[发明专利]一种可实现光谱超分辨率还原的光栅光谱仪

摘要

一种可实现光谱超分辨率还原的光栅光谱仪涉及光谱测量领域，该结构包括入射狭缝、光阑、准直反射镜、衍射光栅、会聚反射镜、线阵探测器、压电陶瓷驱动平台、压电陶瓷控制器和数据处理系统；待测光从入射狭缝进入，经过光阑由准直反射镜反射到达衍射光栅，经过衍射光栅分光后，通过聚反射镜聚焦将光谱图像成像到线阵探测器像元阵列上；线阵探测器固定在压电陶瓷驱动平台上；压电陶瓷控制器控制压电陶瓷驱动平台在色散方向上产生微小位移进行一次测量，完成N+1次位移，将前N次数据通过数据处理系统进行处理，获得光谱超分辨率还原的光谱数据。本发明结构简单，除一维压电陶瓷驱动平台外无可移动部件，能够在宽光谱范围内获得高光谱分辨率。

主权项

一种可实现光谱超分辨率还原的光栅光谱仪，结构包括入射狭缝、光阑、准直反射镜、衍射光栅、会聚反射镜、线阵探测器、压电陶瓷驱动平台、压电陶瓷控制器和数据处理系统；待测光从入射狭缝进入，经过光阑由准直反射镜反射到达衍射光栅，经过衍射光栅分光后，通过聚反射镜聚焦将光谱图像成像到线阵探测器像元阵列上；线阵探测器固定在压电陶瓷驱动平台上；压电陶瓷控制器控制压电陶瓷驱动平台在色散方向上依次产生1/N探测器像元间隔的微小位移，在每一次位移之后线阵探测器进行一次测量，完成N+1次位移，实现一个探测器像元间隔的位移；将前N次数据通过数据处理系统进行处理，获得光谱超分辨率还原的光谱数据；该可实现光谱超分辨率还原的光栅光谱仪数据处理方法包括如下步骤：步骤一：所述线阵探测器、压电陶瓷驱动平台和压电陶瓷控制器阵探测器获得N次测量的线阵探测器全部像元的N次响应值；步骤二：重新排序N次测量的各像元的响应值以获得光谱响应曲线，线阵探测器的像元从一端开始编号依次为1、2、3、……、M，第i个像元的第j次测量编号为ij，最终的光谱响应曲线横坐标依次为11、12、…、1N、21,22、…、2N、……、M1、M2、…、MN；步骤三：基于D(λ)＝A(λ)*S(λ)对数据进行光谱超分辨率还原处理，式中A(λ)为待测光的原始光谱图，S(λ)为所求光谱区域处光谱响应函数，D(λ)为探测器接收并重新排序后的探测器响应值，*为卷积运算。