[發明專利]轉換均勻或非均勻采樣干涉圖產生光譜數據的方法和設備

有效

• 申請號: 201811476928.1
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109990899B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: A·黑格伊
• 申請（專利權）人: 帕洛阿爾托研究中心公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/45;G01J3/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;閆小龍

用于計算高光譜數據立方體的重建矩陣包含周期函數行。所述重建矩陣的每一行對應于選定波長，并且每一列對應于干涉儀的選定延遲。所述周期函數具有所述對應行的作為參數的所述選定波長，并以所述對應列中的每一列的所述選定延遲進行采樣。獲得干涉圖數據立方體并且所述干涉圖數據立方體包含一個或多個同時測量的干涉圖的陣列。所述干涉圖數據立方體的每一行對應于所述選定延遲中的一個，并且每一列對應于與所述同時測量的干涉圖不同的干涉圖。通過將所述重建矩陣與所述干涉圖數據立方體的列相乘來形成針對所述干涉圖中的每一個的一組矩陣向量積，從而形成所述高光譜數據立方體。

發明內容

本公開涉及一種用于轉換均勻或非均勻采樣的干涉圖以產生預定義波長處的光譜數據的方法和設備。在一個實施例中，確定干涉儀的一組參考延遲，以及對應于高光譜數據立方體的光譜切片的一組波長。形成包含周期函數行的重建矩陣。所述重建矩陣的每一行對應于所述一組波長中的選定波長，并且所述重建矩陣的每一列對應于所述參考延遲中的選定延遲。所述周期函數具有所述對應行的作為參數的所述選定波長，并以所述對應列中的每一列的所述選定延遲進行采樣。獲得包含一個或多個同時測量的干涉圖的陣列的干涉圖數據立方體。所述干涉圖數據立方體的每一行對應于所述選定延遲中的一個，并且所述干涉圖數據立方體的每一列對應于與所述同時測量的干涉圖不同的干涉圖。形成針對所述干涉圖中的每一個的一組矩陣向量積。所述矩陣向量積中的每一個包含所述重建矩陣與所述干涉圖數據立方體的列的矩陣乘法。所述一組矩陣向量積形成所述高光譜數據立方體。

附圖說明

圖1是根據示例實施例的設備的圖示；

圖2是根據示例實施例的示出通過光學裝置處理的干涉圖的一組曲線；

圖3是根據示例實施例的用于光學裝置的延遲與時間的關系圖；

圖4是根據示例實施例的示出干涉儀的零路徑延時的波長相關的測量結果的一組曲線；

圖5是根據示例實施例的重建矩陣的圖示；

圖6是根據示例實施例的干涉圖數據立方體的示意圖；

圖7是根據示例實施例的表示干涉圖數據立方體的矩陣的圖示；

圖8是根據示例實施例的系統響應矩陣的圖示；

圖9是根據示例實施例的示出斜坡和窗口函數對重建矩陣的影響的一組曲線；以及

圖10是根據示例實施例的方法的流程圖。

具體實施方式

本公開涉及高光譜成像系統中的信號處理。本文描述的高光譜成像系統使用偏振干涉儀，所述偏振干涉儀被配置成在穿過干涉儀的光的分量中引入可變光路延時(或延遲)。將引起路徑延時的裝置(稱為可變光學延遲器)放置在兩個偏振器之間，使得在入射偏振方向上的第一光線與正交偏振方向上的第二光線之間引入可變路徑延時(例如，普通光線和非常光線)，兩組光線追蹤共同的路徑。此路徑延時導致第一光線與第二光線之間波長相關的相移。路徑延時使離開偏振干涉儀的光形成通過光學傳感器檢測的干涉圖，例如焦平面陣列。

偏振干涉儀可以使用一個或多個液晶(LC)單元作為可變光學延遲器。這種可變光學延遲器在本文中稱為液晶可變延遲器(LCVR)。通常，液晶(LC) 材料是具有可以通過施加外部刺激，如電場或磁場而選擇性地改變的一些結晶性質(例如，內部結構的朝向，如指示LC分子的局部平均配向的LC指向矢) 的液體。LC指向矢的朝向變化改變LC材料的光學性質，例如改變LC雙折射的光軸。

LCVR在穿過液晶的兩個正交偏振光之間生成可變光路延時或可變延遲。 LCVR內的一個或多個液晶單元用作電調諧雙折射元件。通過改變跨液晶單元的電極的電壓，單元分子改變它們的朝向，并且在一段時間內可控制地改變光路延時是可能的。