申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2024-02-04

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN118190866A

主分类号：G01N21/359

分类号：G01N21/359;G06T5/77;G06T17/00;G01N21/59

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.02#实质审查的生效;2024.06.14#公开

摘要：本发明公开的一种基于近红外超表面的光谱恢复方法，属于微纳光学和光谱成像应用领域。本发明实现方法为：使用随机01二值矩阵生成一系列非晶硅纳米柱排布方式，并采取C4对称结构，获得具有低相关系数的近红外超表面结构单元。根据相关系数预设阈值，构成超表面结构单元库。通过仿真，得到超表面结构单元个数与光谱恢复保真度之间的关系，并选取光谱恢复保真度达到稳定时的超表面结构单元个数。加工超表面样品并对其进行透射光谱进行标定，标定测试样品实际的透射光谱。搭建由探测目标、近红外超表面、CMOS探测器构成的快照式光谱恢复系统，利用CMOS探测器拍摄的灰度图像和标定得到的透射光谱，基于广义交替投影的全变分最小化算法恢复探测目标的光谱信息。

主权项：1.基于近红外超表面的快照式光谱恢复方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一、利用随机01二值矩阵确定非晶硅纳米柱的空间排布方式，构建用于快照式光谱恢复的超表面结构单元；将随机01二值矩阵围绕一个顶点分别旋转90°、180°、270°，得到具有C4对称性的随机纳米柱排布阵列；采用随机01二值矩阵的方式，提高超表面结构单元的设计自由度与随机性，并且经过顶点旋转得到的C4对称性图案消除结构各向异性对透射光谱的影响；步骤二、按照步骤一随机生成大量超表面结构单元，计算超表面结构单元的透射光谱；根据透射光谱计算超表面结构单元之间的相关系数，挑选出相关系数低于预设阈值的超表面结构单元，形成超表面结构单元库；根据压缩感知理论，作为观测矩阵的超表面结构单元之间的相关性越小，光谱重构结果越准确，因此，选取相关系数作为衡量超表面结构单元的依据；步骤三、从步骤二得到的超表面结构单元库中选取不同数目的超表面结构单元，采取仿真方式对光谱曲线进行重构，并得到重构结果与光谱真值之间的保真度，选取保真度达到稳定时的超表面结构单元数目作为实验系统中超表面样品的数目，即得到满足保真度要求的超表面结构单元数目及相应超表面结构单元；步骤四、加工制备步骤三选取得到的相应超表面结构单元，并利用光学显微对超表面结构单元进行表征；采用CMOS强度记录与光功率计校准的方法，标定得到实际加工的超表面结构单元的透射光谱；步骤五、搭建基于近红外超表面的快照式光谱恢复系统并进行光谱恢复；该系统由探测目标、近红外超表面、CMOS探测器三部分构成，其中近红外超表面对探测目标的光谱信息进行调制，经过调制的目标图案被CMOS探测器记录为灰度图像，利用该灰度图像和步骤四中标定得到的超表面结构单元透射光谱，通过基于广义交替投影的全变分最小化算法GAP-TV实现对探测目标的光谱恢复，将不同波长通道下的图像赋予不同的颜色，以增加恢复结果的可视化效果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 基于近红外超表面的快照式光谱恢复方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD