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摘要：本发明公开了一种基于衍射型平面微透镜的计算光谱仪及光谱重构方法。本发明引入基于光谱‑空间映射原理的计算光谱重构方法，所有对测量过程产生强度影响的参数都被整合到了映射矩阵中，能够极大的简化光谱仪的结构与光谱的测量过程；本发明只需要使用单像素探测器探测轴向的强度分布，能有效消除传统方法中探测横向光斑时像散与慧差等像差的影响；本发明还具有无球差特性，能够保证不同波长在不同轴向距离处的聚焦光斑实现理想的聚焦光斑形貌；并且，本发明光谱覆盖范围宽、成本低、装置简单、结构紧凑、分辨率较高，能够方便的集成到便携设备、手持设备及可穿戴设备中，对于需要实时光谱检测的应用，具有非常重要的意义。

主权项：1.一种基于衍射型平面微透镜的计算光谱仪，其特征在于，所述计算光谱仪包括：衍射型平面微透镜、单像素强度探测器、一维线性扫描系统、扫描控制系统以及信号处理系统；其中，衍射型平面微透镜的中心位于光轴上，且衍射型平面微透镜垂直于光轴；单像素强度探测器的探测面与衍射型平面微透镜平行放置，并且单像素强度探测器的中心位于光轴上；单像素强度探测器安装在一维线性扫描系统上，一维线性扫描系统连接至扫描控制系统，通过扫描控制系统驱动一维线性扫描系统，带动单像素强度探测器沿光轴方向一维移动；扫描控制系统连接至信号处理系统；单像素强度探测器连接至信号处理系统；衍射型平面微透镜包括多个同心的不透光圆环和透明衬底；多个同心的不透光圆环设置在透明衬底上，不透光圆环采用不透明材料，每相邻两个的不透光圆环之间构成透光圆环，各个透光圆环同心，并且圆心位于光轴上，按照波带片原理或迂回相位原理设置各个圆环的宽度、圆环的半径和衍射型平面微透镜最外圈不透光圆环的半径，使得不同波长的光沿光轴聚焦至光轴上的不同位置；宽带光谱的待测量的入射光平行于光轴通过衍射型平面微透镜，基于波带片原理或迂回相位原理的衍射型平面微透镜，具有轴向色散特点，经过多个同心的透光圆环后，不同波长的光累计不同的相位，入射光在衍射型平面微透镜后方聚焦并沿着光轴方向产生一系列焦点，且不同波长的光沿光轴聚焦至光轴上的不同位置，不同波长的光焦点沿着光轴方向依次排列，并且衍射型平面微透镜具有负色散特性，波长越长的光焦距越短，波长越短的光焦距越长；通过扫描控制系统控制一维线性扫描系统的扫描距离和扫描步长，驱动一维线性扫描系统带动单像素强度探测器沿光轴方向一维移动，扫描探测入射光经过衍射型平面微透镜后的轴向光强分布；在扫描过程中，将单像素强度探测器探测到的轴向光场强度分布与一维线性扫描系统的轴向扫描位置坐标一一对应；将单像素强度探测器探测到的轴向光场强度分布与对应的一维线性扫描系统的轴向扫描位置坐标输入至信号处理系统；信号处理系统基于光谱-空间映射原理，根据对应的轴向光场强度分布和映射矩阵，得到入射光谱。

权利要求：

百度查询： 北京大学 一种基于衍射型平面微透镜的计算光谱仪及光谱重构方法