BR112016005009B1 - Dispositivo e método de computação óptica - Google Patents

Abstract

dispositivo e método de computação óptica. um dispositivo de computação óptica adaptado para compensar os efeitos da flutuação da intensidade da luz pela utilização de elementos ópticos que geram um canal óptico de normalização (ou canal b) tendo uma intensidade de luz que é substancialmente igual à intensidade de luz do canal óptico de característica (ou canal a). como resultado, normalizações altamente precisas são obtidas que dão origem aos resultados mais precisos do dispositivo de computação óptica.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere genericamente a sistemas ópticos e, mais especificamente, a um dispositivo de computação óptica adaptado para compensar os efeitos de flutuação de intensidade de luz.

FUNDAMENTOS

[002] Nos últimos anos, técnicas de computação ópticas foram desenvolvidas para aplicações na Indústria de Petróleo e Gás na forma de sensores ópticos em equipamentos de fundo de poço ou de superfície para avaliar uma variedade de propriedades de fluido. Um dispositivo de computação óptica é um dispositivo configurado para receber uma entrada de radiação eletromagnética de uma substância ou amostra da substância e produzir uma saída de radiação eletromagnética a partir de um elemento de processamento, também chamado como um elemento óptico. O elemento óptico pode ser, por exemplo, um filtro óptico de banda estreita ou de um Elemento Computacional Integrado ("ICE") (também conhecido como um Elemento Óptico Multivariado ("MOE").

[003] Fundamentalmente, os dispositivos de computação óptica utilizam elementos ópticos para executar cálculos, ao contrário dos circuitos com fio de processadores eletrônicos convencionais. Quando a luz de uma fonte de luz interage com uma substância, informação física e química única sobre a substância é codificada na radiação eletromagnética que é refletida, transmitida ou irradiada da amostra. Assim, o dispositivo de computação óptica, pelo uso do elemento óptico e um ou mais detectores, é capaz de extrair a informação de uma ou múltiplas características/propriedades ou analitos dentro de uma substância e converter essa informação em uma saída detectável refletindo as propriedades globais de uma amostra.

[004] A característica ou analito de interesse está diretamente relacionado com a intensidade da luz transmitida tanto através da amostra quanto através do ICE. Esta luz é geralmente denominada como o Canal "A". Um desafio em dispositivos de computação óptica ou dispositivos de computação de ICE é que a intensidade da luz no Canal A pode flutuar. Tais flutuações podem ocorrer por uma variedade de razões, incluindo enfraquecimento da lâmpada ao longo do tempo, em resposta a variações de concentração de analito, ou outros efeitos espúrios, tal como acúmulo de poeira e sujidade nos elementos ópticos e janelas. Estes efeitos espúrios farão com que a intensidade da luz do Canal A seja incorreta e, portanto, introduza fatores negativos na precisão do dispositivo óptico.

[005] Os métodos convencionais para fornecer soluções suficientes para o problema de flutuação de luz normalizam ou retiram proporcionalmente os efeitos espúrios usando um segundo Canal "B". Assim, se a intensidade da fonte de luz fosse reduzida a metade, então, a suposição foi que a intensidade do Canal A também seria reduzida a metade (criando assim um erro) e o Canal B seria reduzido a metade também; assim, a razão A/B permanece a mesma. No entanto, pelo nosso trabalho nesta área, descobriu-se que esta suposição é incorreta. Em outras palavras, a razão A/B de luz não permanece a mesma. Pelo contrário, é agora compreendido que quando a intensidade da fonte de luz é reduzida a metade, a razão A/B não permanece a mesma e, assim, um erro é introduzido utilizando métodos convencionais. Isto é especialmente preocupante dado que dispositivos de computação óptica têm frequentemente sensibilidades muito baixas e mesmo um erro de um por cento na razão A/B poderia resultar em um fator de erro de 2, 3 ou mesmo 10 no valor de concentração medido.

[006] Por conseguinte, existe uma necessidade na técnica para um dispositivo e método de computação óptica que superem as deficiências de técnicas convencionais de normalização para combater os efeitos da flutuação de luz, proporcionando assim um dispositivo de computação óptica mais confiável e preciso. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 é uma ilustração em diagrama de blocos de um dispositivo de computação óptica utilizando um canal óptico de normalização de acordo com certas modalidades exemplares da presente invenção; A FIG. 2 é uma ilustração em diagrama de blocos de um dispositivo de computação óptica utilizando um canal óptico de normalização alternativo de acordo com certas modalidades exemplares da presente invenção; e As FIGS. 3 a 5 são gráficos que ilustram a operação de um elemento óptico "virtual" utilizado no dispositivo de computação óptica da FIG. 2 de acordo com certas modalidades exemplares da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[007] Modalidades ilustrativas e metodologias relacionadas da presente invenção são descritas abaixo, pois elas podem ser empregadas em um dispositivo e método para compensar a flutuação de luz num dispositivo de computação óptica. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação ou metodologia real estão descritas neste relatório descritivo. Será evidentemente apreciado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real numerosas decisões específicas da implementação devem ser tomadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como a conformidade com restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio as quais variarão de uma implementação para outra. Além disso, será apreciado que um tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, apesar disso, seria uma tarefa rotineira para os especialistas na técnica tendo o beneficio desta divulgação. Outros aspectos e vantagens das várias modalidades e metodologias relacionadas da invenção se tornarão aparentes a partir da consideração da seguinte descrição e dos desenhos.

[008] Como aqui descrito, modalidades exemplares da presente invenção são dirigidas a métodos de compensação que minimizam os efeitos de flutuação de fonte de luz em dispositivos de computação óptica. Como aqui descrito, determinadas modalidades da presente invenção compensam os efeitos de flutuações de intensidade de luz em um dispositivo óptico gerando um canal óptico de normalização, ou Canal B, tendo uma intensidade de luz integrada que é igual ou substancialmente igual à intensidade de luz integrada do canal óptico característico, ou Canal A. Como entendido na arte, a intensidade de um elemento óptico é dependente do comprimento de onda e, em certas modalidades, todos os comprimentos de onda podem ser medidos de uma só vez (integrados) usando um único detector. Assim, em tais modalidades, o detector de voltagem será a intensidade integrada através de todos os comprimentos de onda. Consequentemente, valor de transmissão e intensidade de luz se referem à intensidade de luz de transmissão integrada como medida por um transdutor óptico.

[009] Para atingir o objetivo anterior, numa primeira modalidade exemplar, o Canal B compreende um elemento de densidade neutra cujo valor de transmissão é substancialmente igual ao valor de transmissão do elemento óptico utilizado no Canal A. Alternativamente, o Canal B pode utilizar uma abertura cujas dimensões físicas são projetadas para gerar uma intensidade de luz substancialmente igual aquela do Canal A. Numa segunda modalidade exemplar, o Canal B pode utilizar um elemento óptico "virtual" compreendido de pelo menos dois elementos ópticos cujas saídas são combinadas para gerar uma intensidade de luz substancialmente igual aquela do Canal A. Portanto, flutuações na intensidade de luz podem ser compensadas de forma independente das mudanças químicas dentro do material sendo medido, assim, aumentando dramaticamente a precisão do dispositivo de computação.

[0010] Como será descrito em mais detalhes abaixo, cada dispositivo de computação óptica aqui descrito interage opticamente com uma amostra de interesse (fluido de furo de poço, por exemplo) para determinar uma característica da amostra. Em certas modalidades exemplares, as características determinadas incluem a presença e quantidade de gases inorgânicos específicos tais como, por exemplo, CO2 e H2S, gases orgânicos, tais como metano (Cl), etano (C2) e propano (C3), água salina, íons dissolvidos (Ba, Cl, Na, Fe ou Sr, por exemplo) ou várias outras características (pH, massa específica e densidade, viscosidade, sólidos dissolvidos totais, teor de areia, etc.). Em certas modalidades, um único dispositivo de computação óptica pode detectar uma característica única ou múltiplas características, como será compreendido por aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação.

[0011] A FIG. 1 é um diagrama de blocos que ilustra um dispositivo de computação óptica 100, em modo de transmissão, adaptado para compensar os efeitos de flutuação de intensidade de luz de acordo com certas modalidades exemplares da presente invenção. Como mostrado na FIG. 1, uma fonte de radiação eletromagnética 108 pode ser configurada para emitir ou de outro modo gerar radiação eletromagnética 110. Como entendido na arte, a fonte de radiação eletromagnética 108 pode ser qualquer dispositivo capaz de emitir ou gerar radiação eletromagnética. Por exemplo, a fonte de radiação eletromagnética 108 pode ser uma lâmpada, luz UV, luz UV a vácuo, dispositivo emissor de luz, laser, corpo negro emitido da amostra 106, cristal fotônico ou fonte de raios-x, etc. Em uma modalidade, a radiação eletromagnética 110 pode ser configurada para opticamente interagir com amostra 106 e gerar luz interagida com amostra 112 dirigida para um separador de feixe 102. A amostra 106 pode ser qualquer fluido, substância sólida ou material tal como, por exemplo, formações de rocha, concreto, outras superfícies sólidas, etc. Embora a FIG. 1 mostre a radiação eletromagnética 110 passando através da ou incidente sobre a amostra 106 para produzir luz interagida com a amostra 112 (isto é, modo de transmissão ou modo fluorescente), também é contemplado aqui refletir radiação eletromagnética 110 para fora da amostra 106 (isto é, modo de refletância), tal como no caso de uma amostra 106 que é translúcida, opaca ou sólida, e igualmente gerar a luz interagida com a amostra 112.

[0012] A amostra 106 pode ser fornecida para o dispositivo 100 por meio de um tubo de fluxo ou célula de amostra, por exemplo, contendo a amostra 106, pelo que ela é apresentada à radiação eletromagnética 110. Depois de ser iluminada com radiação eletromagnética 110, a amostra 106 contendo um analito de interesse (uma característica da amostra, por exemplo) produz uma saída de radiação eletromagnética (luz interagida com amostra 112, por exemplo). Embora não especificamente mostrados, um ou mais elementos espectrais podem ser empregados num dispositivo 100 a fim de restringir os comprimentos de ondas e/ou larguras de banda óptica do sistema e, assim, eliminar a radiação eletromagnética indesejada existente nas regiões de comprimento de onda que não tem importância. Como será entendido por aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação, tais elementos espectrais podem ser localizados em qualquer lugar ao longo do trem óptico, mas são tipicamente empregados diretamente após a fonte de luz que fornece a radiação eletromagnética inicial. Várias outras configurações e aplicações de elementos espectrais que podem ser empregados com a presente invenção, como será entendido por aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação.

[0013] Ainda com referência à modalidade exemplar da FIG. 1, o separador de feixe 102 é empregado para dividir luz interagida com a amostra 112 em uma radiação eletromagnética transmitida 114 (Canal A ou canal óptico característico) tendo uma dada intensidade de luz e uma radiação eletromagnética refletida 120 (Canal B ou canal óptico de normalização) também tendo uma dada intensidade de luz. Radiação eletromagnética transmitida 114 é, então, dirigida para um ou mais elementos ópticos 104. O elemento óptico 104 pode ser uma variedade de elementos ópticos tais como, por exemplo, um ou mais filtros ópticos de banda estreita ou ICEs dispostos ou de outro modo utilizados em série a fim de determinar as características da amostra 106. Nessas modalidades utilizando ICEs, o ICE pode ser configurado para ser associado a uma característica particular da amostra 106 ou pode ser projetado para se aproximar do ou imitar o vetor de regressão da característica de uma maneira desejada, como seria compreendido pelos versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação. Além disso, numa modalidade alternativa, o elemento óptico 104 pode funcionar tanto como um divisor de feixe quanto processador computacional, como será entendido por aqueles mesmos versados na técnica.

[0014] No entanto, a radiação eletromagnética transmitida 114, então, interage opticamente com o elemento óptico 104 para produzir luz interagida opticamente 122. Nesta modalidade, luz interagida opticamente 122, que está relacionada com a característica ou o analito de interesse, é transportada para o detector 116 para análise e quantificação. O detector 116 pode ser qualquer dispositivo capaz de detectar a radiação eletromagnética e pode geralmente ser caracterizado como um transdutor óptico. Por exemplo, o detector 116 pode ser, mas não se limita a, um detector térmico, tal como um detector de termopilha ou fotoacústico, um detector de semicondutor, um detector piezelétrico, detector de dispositivo acoplado a carga, detector de vídeo ou matriz, detector de divisão, detector de fóton (tal como um tubo fotomultiplicador), fotodiodos e/ou combinações dos mesmos, ou semelhantes, ou outros detectores conhecidos por aqueles versados na técnica. Cada elemento no detector 116 é ainda configurado para produzir um sinal de saída 128 na forma de uma voltagem que corresponde à característica particular da amostra 106. Em pelo menos uma modalidade, o sinal de saída 128 produzido pelo detector 116 e a concentração da característica da amostra 106 podem ser diretamente proporcionais. Em outras modalidades, a relação pode ser uma função polinomial, uma função exponencial e/ou uma função logarítmica.

[0015] O dispositivo de computação óptica 100 inclui também um segundo detector 118 disposto para receber e detectar radiação eletromagnética refletida do canal óptico de normalização e enviar um sinal de compensação 124. Como entendido na arte, radiação eletromagnética refletida 120 pode incluir uma variedade de desvios de radiação resultantes da fonte de radiação eletromagnética 108 tais como, por exemplo, flutuações de intensidade na radiação eletromagnética, flutuações interferentes (por exemplo, pó ou outros interferentes que passam em frente à fonte de radiação eletromagnética), suas combinações, ou semelhantes. Assim, o segundo detector 118 detecta tais desvios de radiação também. Numa modalidade alternativa, o segundo detector 118 pode ser disposto para receber uma porção da luz interagida com a amostra 112 em vez de radiação eletromagnética refletida 120 e, desse modo compensar desvios de radiação eletromagnética resultantes da fonte de radiação eletromagnética 108. Em ainda outras modalidades, o segundo detector 118 pode ser disposto para receber uma porção de radiação eletromagnética 110 em vez de radiação eletromagnética refletida 120 e, desse modo da mesma maneira compensar desvios de radiação eletromagnética resultantes da fonte de radiação eletromagnética 108. Mais ainda, um único detector pode ser utilizado em vez dos detectores 116,118. Aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação perceberão que há uma variedade de alterações de projeto as quais podem ser utilizadas em conjunto com a presente invenção.

[0016] Embora não mostrado na FIG. 1, em certas modalidades exemplares, o detector 116 e segundo detector 118 podem ser comunicativamente acoplados a um processador de sinal (não mostrado) de modo que o sinal de compensação 124 indicativo de desvios de radiações eletromagnéticas possa ser fornecido ou de outro modo transmitido para o mesmo. O processador de sinal pode, então, ser configurado para combinar computacionalmente sinal de compensação 124 com sinal de saída 128 para proporcionar uma determinação mais precisa da característica de amostra 106. No entanto, em outras modalidades que utilizavam apenas um detector, o processador de sinal seria acoplado ao um detector. No entanto, na modalidade da FIG. 1, por exemplo, o processador de sinal combina computacionalmente o sinal de compensação 124 com o sinal de saída 128 via técnicas de análise estatística multivariada tais como, por exemplo, quadrados mínimos parciais padrão que estão disponíveis na maioria dos pacotes de software de análise estatística (por exemplo, XL Stat para MICROSOFT® EXCEL®; o UNSCRAMBLER® de CAMO Software e MATLAB® de MATHWORKS®), tal como será entendido por aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação.

[0017] Como descrito anteriormente, o dispositivo de computação óptica 100 pode sofrer flutuações na intensidade de luz, o que pode distorcer as razões de sinal A/B, resultando assim em erros de saída. Para combater este fenômeno, o dispositivo de computação óptica 100 é adaptado para gerar um canal óptico de normalização cuja intensidade de luz é substancialmente igual à intensidade de luz do canal óptico de característica. Para isso, uma primeira modalidade exemplar do dispositivo de computação óptica 100 inclui um elemento de densidade neutra 126 posicionado para interagir com radiação eletromagnética refletida 120. Conforme entendido na técnica, um elemento de densidade neutra pode ser, por exemplo, um elemento óptico que igualmente pondera todos os comprimentos de onda num determinado valor. Como resultado, independentemente da intensidade da radiação eletromagnética refletida 120, o elemento de densidade neutra 126 enviará uma luz tendo um perfil plano, ou normalizado. O elemento de densidade neutra 126 é selecionado para ter valores de transmitância integrados que são substancialmente iguais aqueles do elemento óptico 104. Como resultado, a saída de luz pelo elemento de densidade neutra 126 terá uma intensidade que é substancialmente igual ou igual em magnitude à luz opticamente interagida 122. Em certas modalidades exemplares, intensidades de luz ’’substancialmente iguais" aqui descritas são, por exemplo, aquelas em que a razão de intensidade de Canal A/B é de 2:1, 1:2, 1,2:1, 1:1,2, 1,1:1, 1:1,1, menos do que 1,05:1 ou 1:1,05. Aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação perceberão que as propriedades de transmitância de elementos ópticos podem ser combinadas e adaptadas especificamente para atingir qualquer número de razões desejadas, como aqui descrito.

[0018] Alternativamente, uma abertura pode ser utilizada como o elemento óptico em lugar do elemento de densidade neutra 126. Numa tal modalidade alternativa, as dimensões físicas da abertura seriam selecionadas para gerar o canal óptico de normalização tendo uma intensidade de luz igual aquela do canal óptico de característica. Por exemplo, se o canal óptico consistia em uma onda planar com distribuição de intensidade uniforme num feixe de diâmetro óptico de 1", então, a inserção de uma abertura óptica menor que 1" reduziria a intensidade do canal B pela razão quadrada do diâmetro da abertura para o diâmetro de feixe de 1" nominal e, desse modo, empregada para fazer a razão A/B essencialmente um. Uma abertura de meia polegada, por exemplo, reduziria a intensidade B por um fator de 4. O exemplo de onda planar é uma tal implementação, mas é compreendido pelos versados na técnica aqui mencionados que virtualmente qualquer perfil de feixe pode ser empregado e reduzido via um batente de abertura para atingir uma razão A/B de essencialmente 1.

[0019] Durante a operação do dispositivo de computação óptica 100, a intensidade da radiação eletromagnética 110 ou da luz interagida com amostra 112 pode flutuar devido, por exemplo, ao desgaste da fonte 108, surtos elétricos periódicos emanando da fonte de voltagem (não mostrada) da fonte eletromagnética 108 ou das características físicas da amostra 106 (absorção, por exemplo), ou qualquer outro ambiente interferente no caminho óptico. Como resultado, a razão do sinal de saída 128 e do sinal de compensação 124 será desviada de modo correspondente, resultando assim em erros de saída. Para compensar isto, o elemento de densidade neutra 126, ou uma abertura, essencialmente filtra radiação eletromagnética refletida 120 compensando igualmente os comprimentos de onda para enviar uma radiação eletromagnética refletida normalizada 120N do canal óptico de normalização. Nesta modalidade exemplar, uma vez que o elemento de densidade neutra 126 foi selecionado para combinar ou intimamente se aproximar das propriedades de transmitância do elemento óptico 104, a radiação eletromagnética refletida normalizada 120N é de uma magnitude idêntica ou similar à magnitude de luz opticamente interagida 122. Como resultado, a razão de sinal de saída (canal A/B) é plana ou dentro de 10% ou menos da razão de sinal de saída total 1/1 desejada, resultando assim em medições precisas. Por conseguinte, os efeitos das flutuações de luz foram compensados. Depois disso, o processador (não mostrado) acoplado aos detectores 116,118 pode ainda processar o sinal de saída total para determinar as características desejadas da amostra 106.

[0020] A FIG. 2 ilustra ainda outro dispositivo de computação óptica 200, no domínio do tempo, de acordo com certas modalidades exemplares da presente invenção, pelo que dois ou mais elementos ópticos são combinados para criar um elemento óptico virtual que compensa flutuações de luz. O dispositivo de computação óptica 200 é um pouco semelhante ao dispositivo de computação óptica 100 descrito com referência à FIG. 1 e, portanto, pode ser mais bem compreendido com referência ao mesmo, onde numerais semelhantes indicam elementos semelhantes. O dispositivo 200 pode incluir um conjunto móvel 202 tendo pelo menos um primeiro elemento óptico 104 e dois ou mais segundos elementos ópticos 126a e 126b associada ao mesmo. Como ilustrado, o conjunto móvel 202 pode ser caracterizado, pelo menos numa modalidade, como um disco rotativo 203 tal como, por exemplo, uma roda de filtro, em que os primeiros elementos ópticos 104 e os segundos elementos ópticos 126a,b estão dispostos radialmente para rotação com os mesmos. A FIG. 2 também ilustra vistas frontais correspondentes do conjunto móvel 202, o qual é descrito em mais detalhes abaixo.

[0021] Aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação reconhecerão prontamente, no entanto, que o conjunto móvel 202 pode ser caracterizado como qualquer tipo de conjunto móvel configurado para sequencialmente alinhar pelo menos um detector com luz opticamente interagida e/ou um ou mais elementos ópticos. Cada primeiro elemento óptico 104 e segundos elementos ópticos 126a,b podem ser semelhantes em construção àqueles conforme anteriormente aqui descritos e configurados para ser ou associados ou dissociados de uma característica particular da amostra 106.

[0022] Em certas modalidades exemplares, o disco rotativo 203 pode ser girado a uma frequência de cerca de 0,1 RPM até cerca de 30.000 RPM. Em operação, o disco rotativo 203 pode girar de tal modo que o primeiro elemento óptico individual 104 e os segundos elementos ópticos 126a,b possam ser cada qual expostos a ou de outra forma interagir opticamente com a luz interagida com amostra 112 durante um breve período de tempo distinto. Ao interagir opticamente com a luz interagida com a amostra 112, o primeiro elemento óptico 104 é configurado para gerar um canal óptico de característica que inclui luz opticamente interagida 206a (um primeiro feixe, por exemplo) tendo uma dada intensidade de luz. Além disso, os segundos elementos ópticos 126a,b são configurados para gerar combinatoriamente um canal óptico de normalização que inclui uma primeira radiação eletromagnética normalizada 206b (um segundo feixe normalizado, por exemplo) e segunda radiação eletromagnética normalizada 206c (um terceiro feixe normalizado, por exemplo) , que combinatoriamente resulta em um filtro óptico virtual. Em certas modalidades exemplares, o elemento óptico virtual gera a intensidade de luz necessária em tempo real ou via uma tabela de consulta. No entanto, o detector 116 recebe, então, cada feixe 206a-c e, desse modo, gera um primeiro sinal de saída do canal óptico de característica e um segundo e terceiro sinais de saída do canal óptico de normalização, respectivamente (o sinal de saída 128 compreende o primeiro, o segundo e o terceiro sinais). Por conseguinte, um processador de sinal (não mostrado) acoplado comunicativamente ao detector 116 utiliza o sinal de saída 128 para determinar computacionalmente as características de amostras.

[0023] Ainda com referência à modalidade exemplar da FIG. 2, os segundos elementos ópticos 126a,b podem ser uma combinação de uma ou mais aberturas e elementos de densidade neutra como anteriormente aqui descrito. Alternativamente, os segundos elementos ópticos 126a,b podem ser uma ou mais aberturas e elementos dispersivos tais como, por exemplo, grades, elementos ópticos holográficos, elementos de fase, etc., como será entendido por aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação. Ainda em outra modalidade exemplar, os segundos elementos ópticos 126a,b podem compreender um elemento óptico cuja função de transmissão passa banda óptica não é essencialmente espectralmente plana com comprimento de onda como é típico para filtros cut-on, cut-off ou passa banda. O perfil de transmissão (ou reflexão ou absorção) em função do comprimento de onda pode, por exemplo, ser uma função linearmente decrescente ou crescente com o comprimento de onda. Em geral, é vantajoso e uma modalidade preferida empregar um elemento cujo perfil de transmissão tem relativamente poucos picos de alta frequência e cujo perfil global varia lentamente, embora de forma arbitrária, com o comprimento de onda, pois estes tipos de elementos são ambientalmente mais estáveis. No entanto, é entendido por aqueles versados na técnica aqui mencionada que virtualmente qualquer perfil ou formato de transmissão pode ser empregado para os elementos ópticos 126a,b.

[0024] Além disso, em certas modalidades exemplares da FIG. 2, o detector 116 pode ser configurado para multiplexar no tempo os feixes 206a-c entre os feixes detectados individualmente. Por exemplo, o elemento óptico 104 pode ser configurado para dirigir o primeiro feixe 206a em direção ao detector 116 num primeiro tempo Tl, o segundo elemento óptico 126a pode ser configurado para dirigir o segundo feixe 206b em direção ao detector 116 num segundo tempo T2 e o segundo elemento óptico 126b pode ser configurado para dirigir o terceiro feixe 206c em direção ao detector 116 num terceiro tempo T3. Consequentemente, o detector 116 recebe pelo menos três feixes distintos de luz opticamente interagida que podem ser computacionalmente combinados por um processador de sinal (não mostrado) acoplado ao detector 116 a fim de fornecer uma saída na forma de uma voltagem que corresponde à característica da amostra, como descrito anteriormente. Em certas modalidades alternativas, os feixes 206a-c podem ser mediados através de um domínio de tempo apropriado (por exemplo, cerca de 1 milissegundo a cerca de 1 hora) para determinar com mais precisão a característica da amostra 106.

[0025] Por conseguinte, quando a intensidade da radiação eletromagnética 110 ou a luz interagida com a amostra 112 começa a flutuar, os segundo elementos ópticos 126a,b interagem com os comprimentos de onda de flutuação, igualmente ponderando cada um, para produzir um sinal de saída plano, assim normalizando o segundo feixe 206b e o terceiro feixe 206c. Após isso, como descrito anteriormente, o detector 116 é posicionado para detectar primeiro, segundo e terceiro feixes 206a-c, a fim de produzir o sinal de saída 128. Em cada modalidade, um processador de sinal (não mostrado) pode ser acoplado comunicativamente ao detector 128 de modo que o sinal de saída 128 possa ser processado como desejado para determinar computacionalmente a característica da amostra 106. Através da utilização dos segundos elementos ópticos 126a,b, o processador calcula, então, a densidade neutra virtual a fim de assegurar que a razão de saída A/B adequada seja mantida, compensando assim quaisquer flutuações de luz para manter a integridade das medições.

[0026] A FIG. 3 é um gráfico útil para ilustrar a operação de um elemento óptico virtual utilizado no dispositivo de computação óptica 200 de acordo com certas modalidades exemplares da presente invenção. No exemplo plotado, o Canal A (canal óptico de característica) utiliza um ICE no primeiro elemento óptico 104, enquanto o Canal B (canal óptico de normalização) utiliza uma abertura e elemento de densidade neutra como os segundos elementos ópticos 126a,b. A percentagem de transmissão de cada elemento óptico está plotada ao longo do eixo y, ao passo que a voltagem de saída do detector é plotada ao longo do eixo x. No exemplo ilustrado, um canal A de 5 volts foi utilizado e uma voltagem de Canal B de 5 volts é mostrada para ser alcançada combinando sinais de uma abertura 100% aberta e um filtro de densidade neutra de 10%. Uma equação linear para Canal B = 5 volts pode ser resolvida da linha desenhada entre os 100% de abertura e o elemento de densidade neutra de 10%. Neste exemplo específico, a equação linear pode ser expressa como: y = 9,7894x+ 1,7756 Eq. (1)

[0027] Notem que na FIG. 3, os dois filtros de densidade neutra produzem voltagens que suportam o valor A desejado, com um elemento de densidade neutra tendo uma voltagem maior e o outro tendo uma voltagem mais baixa do que o valor A desejado. Embora esta configuração ilustre uma modalidade exemplar, outras modalidades exemplares podem empregar elementos ópticos cuja relação pode ser diferente daquela ilustrada na FIG. 3

[0028] A FIG. 4, por exemplo, ilustra outro gráfico correspondendo a um dispositivo de computação óptica exemplar 200 no qual dois elementos de densidade neutra 126a,b são utilizados. Neste exemplo, uma voltagem de Canal B de 5 volts é considerada ser alcançada com dois elementos de densidade neutra 126a,b, cujas intensidades de luz ou transmissões são individualmente menores que o elemento óptico de canal A desejado 104. No entanto, a sua luz pode ser combinada de forma linear usando a Equação (1) para alcançar um valor B virtual substancialmente igual aquele desejado para corresponder ao Canal A.

[0029] A FIG. 5 ilustra ainda outro gráfico correspondendo a um dispositivo de computação óptica exemplar 200 no qual dois elementos de densidade neutra 126a,b são utilizados. Aqui, uma voltagem de Canal B de 5 volts é considerada ser alcançada com dois elementos de densidade neutra 126a,b, cujas intensidades de luz ou transmissões são individualmente maiores que o elemento óptico de canal A desejado 104. No entanto, novamente, as suas intensidades de luz podem ser combinadas de forma linear usando a Equação (1) para alcançar um valor B virtual substancialmente igual aquele desejado para corresponder ao canal A. Por conseguinte, as combinações de elementos de densidade neutra e/ou aberturas podem ser utilizadas para obter um sinal de Canal B virtual que é igual ou substancialmente igual ao Canal A, desse modo obtendo uma normalização perfeita ou substancialmente perfeita e os resultados mais precisos do dispositivo de computação óptica. Nota-se que, embora os exemplos acima nas FIGS. 3 a 5 empreguem uma relação combinatória linear para conseguir o sinal B virtual desejado, em geral, relações não lineares (por exemplo, uma quadrática, logarítmica, exponencial, etc.) podem também ser empregadas como desejado, dependendo dos elementos ópticos específicos empregados. Mais ainda, também é de notar que embora os exemplos nas FIGS. 3 a 5 empreguem apenas dois elementos ópticos para atingir o canal B virtual, mais de dois elementos podem ser empregados em certas modalidades exemplares, especialmente aquelas em que a sensibilidade é baixa e o valor B virtual deve ser ajustado muito próximo do valor do canal A.

[0030] Em certas outras modalidades exemplares, o elemento de densidade neutra 126a é selecionado para ter um sinal mais baixo que o elemento óptico 104, enquanto elemento de densidade neutra 126b é selecionado para ter um sinal mais alto que aquele alcançado com o elemento óptico 104. Como resultado, o elemento óptico virtual é criado entre os valores dos elementos de densidade neutra 126a e 126b. Como resultado, a magnitude combinada do segundo feixe normalizado 206b e do terceiro feixe normalizado 206c é igual ou substancialmente igual à magnitude do primeiro feixe 206a do elemento óptico 104. Portanto, mesmo durante flutuações de luz, os feixes 206a-c manterão as razões de sinal de saída corretas, resultando assim em medições confiáveis e precisas.

[0031] Em ainda outras modalidades exemplares, os segundos elementos ópticos 126a,b utilizados para gerar o canal óptico de normalização compreendem pelo menos um elemento óptico cuja função de transmissão passa banda óptica não é essencialmente espectralmente plana com comprimento de onda como com típicos filtros cut-on, cut-off ou passa banda. O perfil de transmissão (ou reflexão ou absorção) em função do comprimento de onda pode, por exemplo, ser uma função linearmente decrescente ou crescente com o comprimento de onda. Em geral, é vantajoso e uma modalidade preferida empregar um elemento cujo perfil de transmissão tem relativamente poucos picos de alta frequência e cujo perfil global varia lentamente, embora de forma arbitrária, com o comprimento de onda, pois estes tipos de elementos são ambientalmente mais estáveis. No entanto, é entendido por aqueles versados na técnica aqui mencionada que virtualmente qualquer perfil ou formato de transmissão pode ser empregado para os elementos ópticos 126a,b.

[0032] Em ainda uma outra modalidade alternativa, vários ICEs únicos ou múltiplos podem ser posicionados em série num único dispositivo de computação óptica. Aqui, os segundos elementos ópticos 126a,b, que geram o canal óptico de normalização são dispostos em série uns em relação aos outros para desse modo gerar combinatoriamente a luz do canal óptico normalizado. Em geral, estes elementos podem ser colocados em qualquer lugar no carrossel e podem ser duplicados mais de uma vez num dado carrossel. Em algumas modalidades preferidas, no entanto, é geralmente vantajoso colocar os elementos ópticos adjacentes aos ICEs de interesse. Estas modalidades incluem aplicações em que a luz interagida com a amostra está mudando rapidamente em comparação com o tempo de trânsito a partir de cada abertura no carrossel, como é o caso quando as propriedades de uma amostra em movimento podem estar mudando rapidamente em comparação com o tempo de trânsito de cada abertura no carrossel.

[0033] Aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação perceberão que os dispositivos de computação óptica acima mencionados são exemplares na natureza e que existe uma variedade de outras configurações ópticas que podem ser utilizadas. Estas configurações ópticas não só incluem os métodos de reflexão, absorção ou transmissão aqui descritos, mas também podem envolver espalhamento (Raleigh & Raman, por exemplo), bem como emissão (fluorescência, excitação de raios-X, etc., por exemplo). Além disso, o dispositivo de computação óptica pode compreender uma configuração de processamento paralelo pelo que a luz interagida com a amostra é dividida em múltiplos feixes. Os feixes múltiplos podem, então, ir simultaneamente através dos elementos ICEs correspondentes, pelo que múltiplos analitos de interesse são simultaneamente detectados. Em outras modalidades, o ICE pode utilizar duas fontes de luz substancialmente diferentes (UV e IR, por exemplo) para cobrir a atividade óptica de todos os analitos de interesse (isto é, alguns analitos podem ser apenas ativos em UV, enquanto outros são ativos em IR). Finalmente, é de notar que, embora alguns dos exemplos acima descrevam um elemento de densidade neutra para atingir o canal B, muitos outros elementos ópticos podem ser utilizados incluindo várias aberturas, elementos difrativos, gradeamentos, HOE's (Elementos Ópticos Holográficos) e similares e suas combinações. No entanto, aqueles versados na técnica tendo o beneficio desta divulgação perceberão que a escolha de uma configuração óptica específica é principalmente dependente da aplicação e dos analitos de interesse específicos.

[0034] Por conseguinte, a presente invenção proporciona uma solução para flutuação de luz em dispositivos de computação que inesperadamente aumenta a precisão do sinal de saída por um fator de 10 ou mais. Como resultado, as vantagens anteriores tomam os dispositivos de computação óptica e suas variações aqui descritas, particularmente bem adequados para uso no campo e no fundo de poço.

[0035] As modalidades aqui descritas se referem ainda a qualquer um ou mais dos seguintes parágrafos:

[0036] Um dispositivo de computação óptica compreendendo radiação eletromagnética que opticamente interage com uma amostra para produzir luz interagida com a amostra; um primeiro elemento óptico que interage opticamente com a luz interagida na amostra para gerar um canal óptico de característica cuja luz pode ser utilizada para determinar uma característica da amostra; um segundo elemento óptico que interage opticamente com a luz interagida com a amostra ou a radiação eletromagnética para, desse modo, gerar um canal óptico de normalização cuja luz tem uma intensidade substancialmente igual a uma intensidade da luz do canal óptico de característica; e um detector posicionado para medir a intensidade da luz do canal óptico de característica e a intensidade da luz do canal óptico de normalização e, desse modo, gerar um sinal utilizado para determinar a característica da amostra.

[0037] Um dispositivo de computação óptica como definido no parágrafo 1, compreende adicionalmente uma fonte de radiação eletromagnética que gera a radiação eletromagnética.

[0038] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-2, em que a radiação eletromagnética é uma radiação que emana da amostra.

[0039] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-3, em que o detector compreende um primeiro detector posicionado para receber a luz do canal óptico de característica; e um segundo detector posicionado para receber a luz do canal óptico de normalização.

[0040] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-4, compreende adicionalmentendo um processador de sinal comunicativamente acoplado ao detector para determinar computacionalmente a característica da amostra.

[0041] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-5, em que o primeiro elemento óptico é pelo menos um de um filtro óptico de banda estreita ou um elemento computacional integrado.

[0042] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-6, em que o segundo elemento óptico é pelo menos um de um elemento de densidade neutra cujo valor de transmissão é substancialmente igual a um valor de transmissão do primeiro elemento óptico; ou uma abertura cujas dimensões físicas são adaptadas para gerar a luz do canal óptico de normalização.

[0043] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-7, em que o segundo elemento óptico compreende pelo menos dois elementos ópticos compreendidos de uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos de densidade neutra; ou uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos dispersivos.

[0044] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-8, em que os pelo menos dois elementos ópticos que geram o canal óptico de normalização são dispostos em série em relação um ao outro para, desse modo, gerar combinatoriamente a luz do

canal óptico normalizado.

[0045] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-9, em que os pelo menos dois elementos ópticos que geram o canal óptico de normalização compreendem pelo menos um elemento óptico cuja derivada da função de transmissão em função do comprimento de onda é substancialmente não zero.

[0046] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-10, em que os pelo menos dois elementos ópticos que geram o canal óptico de normalização compreende adicionalmentem um elemento óptico cuja função de transmissão passa banda óptica é substancialmente linear e cuja inclinação é não zero; e uma abertura, cada qual combinado para produzir o canal óptico de normalização cuja intensidade é substancialmente igual ao canal óptico de característica.

[0047] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-11, em que a razão da intensidade de luz do canal óptico de característica para a intensidade de luz do canal óptico de normalização é de 2:1, 1:2, 1,2:1, 1:1,2, 1,1:1, 1:1,1, menor que 1,05:1 ou 1:1,05.

[0048] Um dispositivo de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 1-12, compreende adicionalmente um conjunto móvel configurado para rotação, em que o primeiro elemento óptico e o segundo elemento óptico estão dispostos dentro do conjunto móvel para rotação com o mesmo.

[0049] Um método de computação óptica para determinar uma característica de uma amostra, o método compreendendo interagir opticamente radiação eletromagnética com uma amostra para produzir luz interagida com a amostra; interagir opticamente um primeiro elemento óptico com a luz interagida com a amostra para gerar um canal óptico de característica cuja luz pode ser utilizada para determinar uma característica da amostra; interagir opticamente um segundo elemento óptico com a luz interagida com a amostra ou a radiação eletromagnética para gerar um canal óptico de normalização cuja luz tem uma intensidade substancialmente igual a uma intensidade da luz do canal óptico de característica; gerar um sinal correspondente à intensidade da luz do canal óptico de característica e a intensidade da luz do canal óptico de normalização por meio de utilização de um detector; e determinar a característica da amostra usando o sinal.

[0050] Um método de computação óptica como definido no parágrafo 14, compreende adicionalmente gerar a radiação eletromagnética usando uma fonte de radiação eletromagnética.

[0051] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14 ou 15, em que a radiação eletromagnética emana da amostra.

[0052] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-16, em que a determinação da característica da amostra é atingida utilizando um processador de sinal comunicativamente acoplado ao detector.

[0053] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-17, compreende adicionalmente fornecer o primeiro elemento óptico como pelo menos um de um filtro óptico de banda estreita ou um elemento computacional integrado.

[0054] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-18, compreende adicionalmente fornecer o segundo elemento óptico como pelo menos um de um elemento de densidade neutra cujo valor de transmissão é substancialmente igual a um valor de transmissão do primeiro elemento óptico; ou uma abertura cujas dimensões físicas são adaptadas para gerar a luz do canal óptico de normalização.

[0055] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-19, compreende adicionalmente fornecer o segundo elemento óptico como pelo menos dois elementos ópticos compreendidos de uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos de densidade neutra; ou uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos dispersivos.

[0056] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-20, compreende adicionalmente dispor pelo menos dois elementos ópticos em série em relação um ao outro para, desse modo, gerar combinatoriamente a luz do canal óptico normalizado.

[0057] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-21, em que os pelo menos dois elementos ópticos compreendem pelo menos um elemento óptico cuja derivada da função de transmissão é uma função do comprimento de onda é substancialmente não zero.

[0058] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-22, em que os pelo menos dois elementos ópticos compreende adicionalmentem um elemento óptico cuja função de transmissão passa banda óptica é substancialmente linear e cuja inclinação é não zero; e uma abertura, cada qual combinado para produzir o canal óptico de normalização cuja intensidade é substancialmente igual ao canal óptico de característica.

[0059] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-23, em que a razão da intensidade de luz do canal óptico de característica para a intensidade de luz do canal óptico de normalização é de 2:1, 1:2, 1.2:1, 1:1.2, 1.1:1, 1:1.1, menor que 1,05:1 ou 1:1,05.

[0060] Um método de computação óptica como definido em qualquer um dos parágrafos 14-25, em que interagir opticamente o primeiro e o segundo elementos ópticos compreende adicionalmente girar o primeiro e o segundo elementos ópticos utilizando um conjunto móvel.

[0061] Embora diversas modalidades e metodologias tenham sido mostradas e descritas, a invenção não está limitada a tais modalidades e metodologias e será entendida como incluindo todas as modificações e variações como seriam aparentes para um perito na arte. Portanto, deve ser entendido que a invenção não se destina a ser limitada às formas particulares divulgadas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas caindo dentro do espírito e escopo da invenção como definidos pelas reivindicações anexas.

Claims (25)

1. Dispositivo de computação óptica (100), caracterizado pelo fato de que compreende: radiação eletromagnética (110) que interage opticamente com uma amostra (106) para produzir luz interagida com a amostra (112); um primeiro elemento óptico (104) que interage opticamente com a luz interagida com a amostra (112) para gerar um canal óptico de característica cuja luz pode ser utilizada para determinar uma característica da amostra; um segundo elemento óptico (126a) que interage opticamente com a luz interagida com a amostra (112) ou a radiação eletromagnética (110) para, desse modo, gerar um canal óptico de normalização cuja luz tem uma intensidade substancialmente igual a uma intensidade da luz do canal óptico de característica; e um detector (116) posicionado para medir a intensidade da luz do canal óptico de característica e a intensidade da luz do canal óptico de normalização e, desse modo, gerar um sinal utilizado para determinar a característica da amostra.

2. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma fonte de radiação eletromagnética (108) que gera a radiação eletromagnética (110).

3. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a radiação eletromagnética (110) é uma radiação que emana da amostra.

4. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o detector compreende: um primeiro detector (116) posicionado para receber a luz do canal óptico de característica; e um segundo detector (118) posicionado para receber a luz do canal óptico de normalização.

5. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um processador de sinal comunicativamente acoplado ao detector para determinar computacionalmente a característica da amostra.

6. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento óptico é pelo menos um de um filtro óptico de banda estreita ou um elemento computacional integrado.

7. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo elemento óptico é pelo menos um de: um elemento de densidade neutra (126) cujo valor de transmissão é substancialmente igual a um valor de transmissão do primeiro elemento óptico; ou uma abertura cujas dimensões físicas são adaptadas para gerar a luz do canal óptico de normalização.

8. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo elemento óptico compreende pelo menos dois elementos ópticos compreendidos de: uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos de densidade neutra; ou uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos dispersivos.

9. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos ópticos que geram o canal óptico de normalização são dispostos em série em relação um ao outro para, desse modo, gerar combinatoriamente a luz do canal óptico normalizado.

10. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos ópticos que geram o canal óptico de normalização compreendem pelo menos um elemento óptico cuja derivada da função de transmissão em função do comprimento de onda é substancialmente não zero.

11. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos ópticos que geram o canal óptico de normalização compreendem ainda: um elemento óptico cuja função de transmissão passa banda óptica é substancialmente linear e cuja inclinação é não zero; e uma abertura, cada qual combinado para produzir o canal óptico de normalização cuja intensidade é substancialmente igual ao canal óptico de característica.

12. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão da intensidade de luz do canal óptico de característica para a intensidade de luz do canal óptico de normalização é de 2:1, 1:2, 1,2:1, 1:1,2, 1,1:1, 1:1,1, menor que 1,05:1 ou 1:1,05.

13. Dispositivo de computação óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um conjunto móvel (202) configurado para rotação, em que o primeiro elemento óptico e o segundo elemento óptico estão dispostos dentro do conjunto móvel (202) para rotação com o mesmo.

14. Método de computação óptica para determinar uma característica de uma amostra, o método caracterizado pelo fato de que compreende: interagir opticamente radiação eletromagnética (110) com uma amostra (106) para produzir luz interagida com a amostra (112); interagir opticamente um primeiro elemento óptico (104) com a luz interagida com a amostra (112) para gerar um canal óptico de característica cuja luz pode ser utilizada para determinar uma característica da amostra; interagir opticamente um segundo elemento óptico (126a) com a luz interagida com a amostra (112) ou a radiação eletromagnética (110) para gerar um canal óptico de normalização cuja luz tem uma intensidade substancialmente igual a uma intensidade da luz do canal óptico de característica; gerar um sinal correspondente à intensidade da luz do canal óptico de característica e a intensidade da luz do canal óptico de normalização pela utilização de um detector (116); e determinar a característica da amostra usando o sinal.

15. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar a radiação eletromagnética usando uma fonte de radiação eletromagnética (108).

16. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a radiação eletromagnética (110) emana da amostra.

17. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a determinação da característica da amostra é atingida utilizando um processador de sinal comunicativamente acoplado ao detector.

18. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fornecer o primeiro elemento óptico como pelo menos um de um filtro óptico de banda estreita ou um elemento computacional integrado.

19. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente proporcionar o segundo elemento óptico como pelo menos um de: um elemento de densidade neutra (126) cujo valor de transmissão é substancialmente igual a um valor de transmissão do primeiro elemento óptico; ou uma abertura cujas dimensões físicas são adaptadas para gerar a luz do canal óptico de normalização.

20. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente proporcionar o segundo elemento óptico como pelo menos dois elementos ópticos compreendidos de: uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos de densidade neutra; ou uma combinação de uma ou mais aberturas e um ou mais elementos dispersivos.

21. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente dispor pelo menos dois elementos ópticos em série em relação um ao outro para, desse modo, gerar combinatoriamente a luz do canal óptico normalizado.

22. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos ópticos compreendem pelo menos um elemento óptico cuja derivada da função de transmissão é uma função do comprimento de onda é substancialmente não zero.

23. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos ópticos compreendem ainda: um elemento óptico cuja função de transmissão passa banda óptica é substancialmente linear e cuja inclinação é não zero; e uma abertura, cada qual combinado para produzir o canal óptico de normalização cuja intensidade é substancialmente igual ao canal óptico de característica.

24. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a razão da intensidade de luz do canal óptico de característica para a intensidade de luz do canal óptico de normalização é de 2:1, 1:2, 1,2:1, 1:1,2, 1,1:1, 1:1,1, menor que 1,05:1 ou 1:1,05.

25. Método de computação óptica de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que interagir opticamente o primeiro e o segundo elementos ópticos compreende adicionalmente girar o primeiro e o segundo elementos ópticos utilizando um conjunto móvel (202).

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