由单旋转薄膜编码器实现的可见光、近红外与中红外计算光谱仪
光学
2024-07-04 v1 应用物理
摘要
计算光谱仪在实现低成本、原位和快速光谱分析方面至关重要，在化学、生物学和环境科学中具有潜在应用。然而，基于滤波器的光谱编码方法通常使用滤波器阵列，使制造过程复杂化并阻碍了器件的一致性。利用斜入射下的偏振分离效应 (PSEOI)，我们开创性地使用单个滤波器进行高效光谱编码，并通过将单旋转薄膜编码器 (SSFE) 与基于深度学习的重建算法相结合，提出了一种涵盖可见光到中红外波长的新型计算光谱仪。采用粒子群优化 (PSO) 方法优化 SSFE 的薄膜配置，在不同偏振和旋转角度下实现了低相关性和高复杂度的光谱响应，从而提高了不同光谱范围内的光谱分辨率和重建精度。对于单峰窄带光谱，在可见光、近红外和中红外波长范围内可分别实现高达 0.5 nm、2 nm、10 nm 的光谱分辨率；对于双峰窄带光谱则分别为 3 nm、6 nm、20 nm。此外，所提出的光谱仪在对 220 种化合物进行分类时表现出 81.38% 的总体精度，证实了其在实际场景中的鲁棒性和精确性，以及提供紧凑、高性价比光谱解决方案的能力。
引用
@article{arxiv.2407.03053,
title = {Visible, Near-, and Mid-infrared Computational Spectrometer Enabled by Single-Spinning Film Encoder},
author = {Junren Wen and Weiming Shi and Cheng Gao and Yujie Liu and Shuaibo Feng and Yu Shao and Haiqi Gao and Yuchuan Shao and Yueguang Zhang and Weidong Shen and Chenying Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.03053},
year = {2024}
}