[發(fā)明專利]一種基于儀器特征矩陣的干涉光譜儀光譜復(fù)原方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610556164.1
• 申請(qǐng)日: 2016-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN106248209B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立陽;張桂峰;明星;呂群波;周錦松;黃旻;趙寶瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): G01J3/45
• 分類號(hào): G01J3/45
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,鄭哲

1.一種基于儀器特征矩陣的干涉光譜儀光譜復(fù)原方法，其特征在于，包括：

建立包含儀器特征矩陣、光譜數(shù)據(jù)、干涉數(shù)據(jù)及探測器噪聲的誤差方程組；所述儀器特征矩陣包括：系統(tǒng)誤差，以及經(jīng)矩陣變換后將影響復(fù)原光譜精度及分辨率的因素；

將探測器噪聲、給定的光譜數(shù)據(jù)，以及通過探測器測得的給定的光譜數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的干涉數(shù)據(jù)A帶入所述誤差方程組，求解出儀器特征矩陣；

在之后的干涉光譜儀工作過程中，根據(jù)待復(fù)原光譜數(shù)據(jù)、所述探測器噪聲、求解出的儀器特征矩陣以及利用探測器測得所述待復(fù)原的光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的干涉數(shù)據(jù)B來建立矩陣方程；

利用所述探測器噪聲來確定權(quán)矩陣，獲得所述矩陣方程的最小二乘條件，并結(jié)合求解出的儀器特征矩陣與干涉數(shù)據(jù)B來獲得待復(fù)原光譜數(shù)據(jù)的最小二乘解，實(shí)現(xiàn)光譜復(fù)原。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述探測器噪聲為隨機(jī)白噪聲，與探測器位置相關(guān)；包括：光子散彈噪聲、轉(zhuǎn)移噪聲、電阻熱噪聲、反射噪聲、低通濾波器的輸入噪聲；

這五項(xiàng)噪聲均服從正態(tài)分布，則加權(quán)之和也服從均值為各自均值加權(quán)之和、方差為各自加權(quán)平方后方差之和的正態(tài)分布；將這五項(xiàng)噪聲綜合成一個(gè)噪聲，綜合后的噪聲為均值為0的正態(tài)分布隨機(jī)噪聲。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述儀器特征矩陣中的系統(tǒng)誤差包括：光場誤差與擴(kuò)展光源誤差；其中，光場誤差表現(xiàn)形式是對(duì)光譜進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制函數(shù)為E_F＝f_F(v,X,Y)，式中的v為波數(shù)，X,Y為二維坐標(biāo)參數(shù)，f_F為計(jì)算E_F的函數(shù)；擴(kuò)展光源誤差對(duì)振幅及相位均有影響，且其與光程差x、波數(shù)v及入射光源所張立體角Ω有關(guān)，所述擴(kuò)展光源誤差分為兩個(gè)部分表示：對(duì)光譜振幅進(jìn)行調(diào)制的函數(shù)E_Ω1＝f_A(v,Ω,x)，對(duì)相位調(diào)制的函數(shù)E_Ω2＝f_S(v,Ω,x)，式中的f_A、f_S分別為計(jì)算E_Ω1、E_Ω2的函數(shù)；

所述儀器特征矩陣中的經(jīng)矩陣變換后后將影響復(fù)原光譜精度及分辨率的因素包括：探測器尺寸、光程差的非均勻采樣以及零光程差的漂移；其中探測器具有一定尺寸這一特性對(duì)光譜和相位都進(jìn)行了調(diào)制，光譜調(diào)制函數(shù)為E_d1＝f_dA(v,d,x)，相位調(diào)制函數(shù)為E_d2＝f_dS(v,d,x)，式中的f_dA、f_dS分別為計(jì)算E_d1、E_d2的函數(shù)；光程差的非均勻采樣以及零光程差的漂移使相位發(fā)生改變，這些誤差綜合表示為E_p＝f_p(v,x,X,Y)，式中的f_p為計(jì)算E_p的函數(shù)。