[發明專利]基于狹縫寬度調制的光柵光譜儀分辨率增強方法及系統

在審

• 申請號: 202210162467.0
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114485933A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 何晉平;王宇韜
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所
• 主分類號: G01J3/04
• 分類號: G01J3/04;G01J3/28
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李湘群

1.基于狹縫寬度調制的光柵光譜儀分辨率增強方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：調節光譜儀狹縫寬度，使其幾何像的寬度從最大寬度T₁縮小到最小寬度T_N，在每一個不同的T下采集光譜數據，得到光譜數據序列{s(x，T₁)，s(x，T₂)，...，s(x，T_N)}；

S2：將光譜數據序列{s(x，T₁)，s(x，T₂)，...，s(x，T_N)}進行傅里葉變換，得到{S(w，T₁)，S(w，T₂)，...，S(w，T_N)}，然后寫為指數表示形式S＝Aexp[iP]，得到幅值序列{A(w，T₁)，A(w，T₂)，...，A(w，T_N)}和相位序列{P(w，T₁)，P(w，T₂)，...，P(w，T_N)}；

S3：對于w＝w₀，使用幅值序列{A(w₀，T₁)，A(w₀，T₂)，...，A(w₀，T_N)}擬合出A-T曲線，再將A-T曲線外推到比T_N更小的T_extrapolate，得到其對應的幅值A(w₀，T_extrapolate)，對相位序列{P(w₀，T₁)，P(w₀，T₂)，...，P(w₀，T_N)}求均值，得到其對應的相位P(w₀，T_extrapolate)；

S4：重復S3使w₀遍歷所有w，得到重構幅值譜A(w，T_extrapolate)和重構相位譜P(w，T_extrapolate)，則重構譜為S(w，T_extrapolate)＝A(w，T_extrapolate)exp[iP(w，T_extrapolate)]；

S5：將S(w，T_extrapolate)進行逆傅里葉變換，得到重構光譜s(w，T_extrapolate)。

2.根據權利要求1所述的基于狹縫寬度調制的光柵光譜儀分辨率增強方法，其特征在于，步驟S3的幅值譜恢復，利用幅值隨狹縫寬度變化的特性，通過擬合幅值-狹縫寬度曲線，外推得到小于實際采集最小狹縫寬度的幅值。

3.根據權利要求1所述的基于狹縫寬度調制的光柵光譜儀分辨率增強方法，其特征在于，步驟S3的相位譜恢復，利用相位不隨狹縫寬度變化的特性，通過對相位序列求取均值，獲得重構相位。

4.根據權利要求1所述的基于狹縫寬度調制的光柵光譜儀分辨率增強方法，其特征在于，所述幾何像是在相機CCD或CMOS上的幾何像。

5.基于狹縫寬度調制的光柵光譜儀分辨率增強系統，其特征在于，包括狹縫、準直元件、色散元件、聚焦元件和相機，所述狹縫位于準直元件前焦面上，所述相機位于聚焦元件后焦面上，待測光照射在狹縫上進入系統，經過準直元件準直后照射在色散元件上，色散后的光經過聚焦元件聚焦在相機上被采集為光譜，所述狹縫可精確調節寬度且具有讀數功能，狹縫寬度對應于其在相機成像元件上的幾何像所占像素數，并將其作為參數進行光譜分辨率增強。