计算重建型光谱仪是什么？

作者：发布时间：2021-06-01 10:00:00点击：1099

随着计算技术的发展，在过去的十年中，出现了一种新的光谱仪类型，通过计算来近似或“重建”入射光光谱。主要分为光谱-空间映射型和光谱响应调制型。

（1）光谱-空间映射

在传统基于光栅的光谱仪中，光谱域的一个点（一个波长）被映射到空间域的一个点（一个探测器），这种一对一的光谱-空间映射极大限制了对空间占用的减少和光谱分辨率的提高。

计算光谱型采用一对多的复杂映射，为不同波长创建不同的特征谱，当单色光通过色散元件时，将在输出端产生与波长对应的特征谱。当多色光通过时，输出则是各波长特征谱的叠加，待测光谱的本质是这些特征谱权重值的集合，通过解算线性方程组的解，可以得到编码在其中的待测光谱分布。特征谱之间的差异性决定了重构光谱仪的分辨率，差异性越大，光谱分辨率越高（图1A-E）。

光谱-空间映射型光谱仪.png

但因为温度变化会影响不同波长的特征谱，该类型的微型光谱仪容易受到温度变化的影响。

（2）空间响应调制

第二种方法是通过设计探测器或将光学元件与探测器集成等方法为每个探测器定制不同的光谱响应。通过求解探测器的光谱响应函数获得待测光谱，但是这种类型的光谱仪需要单独设计加工滤波器和探测器阵列，增加了制造复杂性，限制了系统小型化（图2A-D）。本文作者提出了一种基于带隙渐变的纳米线探测器的计算光谱仪，将波长选择和探测功能集成到单个纳米结构中，将系统尺寸降低了两个数量级(图2E）。

空间响应调制型光谱仪.png