BR112016010700B1

BR112016010700B1 - dispositivo de computação óptico, método de utilização de dispositivo computacional óptico, método de computação óptica e método de fabricação de dispositivo computacional óptico

Info

Publication number: BR112016010700B1
Application number: BR112016010700-4A
Authority: BR
Inventors: Michael N. Simcock; David L. Perkins
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2021-06-08
Also published as: US20160266033A1; US9921151B2; EP3084391A4; MX2016007552A; WO2015094297A1; MX360284B; EP3084391A1

Abstract

DISPOSITIVO DE COMPUTAÇÃO ÓPTICO, MÉTODO DE UTILIZAÇÃO DE DISPOSITIVO COMPUTACIONAL ÓPTICO, MÉTODO DE COMPUTAÇÃO ÓPTICA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE DISPOSITIVO COMPUTACIONAL ÓPTICO. Um dispositivo computacional óptico utiliza um núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") para corrigir erros de transferência de calibração no dispositivo primeiramente por um núcleo de ICE funcionando para determinar a característica da amostra e um segundo núcleo de ICE agindo para corrigir os erros de transferência de calibração ("CTEs") introduzidos pelos componentes do dispositivo em uma variedade de formas.

Description

CAMPO DA DIVULGAÇÃO

[001] As modalidades da presente divulgação geralmente se referem a dispositivos ópticos e, mais particularmente, a um dispositivo computacional óptico multivariado que utiliza núcleos de Elemento Computacional Integrado ("ICE") para corrigir os erros de taxa de transferência do dispositivo.

FUNDAMENTOS

[002] Os núcleos de ICE são variações de elementos ópticos multivariados ("MOE"), que foram originalmente direcionados para a análise qualitativa e quantitativa das propriedades físicas ou químicas de interesse em quimiometria. Nos últimos anos, as tecnologias de ICE foram desenvolvidas para várias aplicações, inclusive na Indústria de Petróleo e Gás na forma de sensores ópticos em equipamentos de fundo de poço ou equipamentos de superfície para avaliar uma variedade de propriedades de fluido. Os núcleos de ICE normalmente consistem em várias camadas físicas com diferentes índices de refração do material de filme, em que as suas características ópticas ou espectroscópicas, se for concebido adequadamente, podem ser transformadas em entradas eficazes para a calibração multivariada linear e não-linear.

[003] Um dispositivo computacional óptico é um dispositivo configurado para receber uma entrada de radiação eletromagnética de uma substância ou uma amostra da substância e produzir uma saída de radiação eletromagnética de um elemento de processamento. O elemento de processamento pode ser, por exemplo, um núcleo de ICE. Fundamentalmente, os dispositivos computacionais ópticos utilizam núcleos ópticos para realizar cálculos de regressão, ao contrário dos circuitos com fio de processadores eletrônicos convencionais. Quando a radiação eletromagnética interage com uma substância, informações físicas e químicas exclusivas a respeito da substância são codificadas na radiação eletromagnética que é refletida da transmitida através de, ou irradiada a partir da amostra. Essas informações são referidas, com frequência, como uma "impressão digital" espectral da substância. Assim, o dispositivo computacional óptico, através do uso do núcleo de ICE, é capaz de extrair a informação da impressão digital espectral das múltiplas características ou analitos dentro de uma substância e converte essa informação em uma saída detectável em relação às propriedades globais de uma amostra.

[004] Os dispositivos computacionais ópticos são frequentemente caracterizados em termos de cada um dos seus componentes ópticos. A taxa de transferência do sistema total pode ser estimada como o produto destes componentes, com cada componente impondo o seu efeito individual sobre a taxa de transferência espectral do dispositivo. No entanto, a taxa de transferência espectral de sistemas ópticos compilados muitas vezes difere da taxa de transferência espectral modelada, devido a um número de fatores, tais como aberrações da lente, variação de elementos ópticos, variação na posição do elemento óptico, e outros erros aleatórios, todos os quais não são contabilizados no modelo. Além disso, os erros sistemáticos (em que existe um erro constante no perfil espectral) também não são contabilizados no modelo. Como resultado, o dispositivo computacional óptico montado irá conter erros de taxa de transferência, o que pode resultar na degradação de desempenho na previsão das características de amostra.

[005] Por conseguinte, existe na técnica uma necessidade de métodos pelos quais corrigir os erros da taxa de transferência em sistemas ópticos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[006] A FIG. 1 mostra um núcleo de ICE ilustrativo que pode ser fabricado utilizando métodos da presente divulgação;

[007] A FIG. 2A mostra um diagrama de blocos de um sistema de projeto de ICE de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente divulgação;

[008] A FIG. 2B é um fluxograma de um método ilustrativo realizado pelo sistema de projeto de ICE para determinar o projeto de um núcleo de ICE para corrigir um erro de transferência de calibração;

[009] A FIG. 3 é um gráfico dos dados espectrais brutos combinados e normalizados e dos dados da taxa de transferência espectral do dispositivo utilizados para a concepção do núcleo de ICE para corrigir o erro de transferência de calibração;

[010] A FIG. 4 é um gráfico que mostra dois exemplos de perfis de erro de transferência de calibração simulada (mostrados pelas linhas A e B), e as versões novamente calculadas da função (mostradas pelas linhas C e D) que são baseadas em uma interpolação da transformada de Fourier de oito pontos, todos gerados usando o sistema de projeto de ICE 200;

[011] A FIG. 5 é um diagrama de blocos de uma arquitetura ilustrativa de um dispositivo de computação óptico utilizando um design de modo de transmissão, que pode ser utilizado em um ou mais dos dispositivos de computação ópticos da presente divulgação; e

[012] A FIG. 6 é um diagrama de blocos de uma arquitetura ilustrativa de um dispositivo computacional óptico utilizando um circuito de correção de erro de transferência de calibração, de acordo com determinadas modalidades ilustrativas da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[013] As modalidades ilustrativas e métodos relacionados da presente divulgação são descritos abaixo conforme podem ser utilizados em um dispositivo computacional óptico que auto corrige os erros da taxa de transferência do sistema. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação real ou método são descritos neste relatório descritivo. Será observado, naturalmente, que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, diversas decisões específicas a implementações devem ser tomadas para que se atinjam os objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como conformidade com restrições relacionadas a sistemas e negócios, as quais variarão de uma implementação à outra. Além disso, será observado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, no entanto, seria um empreendimento rotineiro para aqueles ordinariamente versados na técnica que tenham o benefício desta divulgação. Aspectos e vantagens adicionais das várias modalidades e métodos relacionados da divulgação tornar-se-ão aparentes a partir da consideração da seguinte descrição e figuras.

[014] Conforme aqui descrito, as modalidades da presente divulgação são direcionadas para um dispositivo computacional óptico, que utiliza um núcleo de Elemento Computacional Integrado (“ICE") para corrigir erros da taxa de transferência do sistema, aqui referidos como erros de transferência de calibração (“CTE"). Em um método generalizado, o CTE do dispositivo computacional óptico é determinado com base nos componentes do dispositivo. Usando o CTE, uma correção ao CTE ("correção de CTE") está determinada e então utilizada para projetar um núcleo de ICE tendo o perfil espectral necessário para corrigir os CTEs. Numa modalidade generalizada da presente divulgação, o dispositivo computacional óptico inclui um primeiro núcleo de ICE e um segundo núcleo de ICE de correção de erros. O primeiro núcleo de ICE funciona para determinar a característica de amostra como entendida na técnica. No entanto, o segundo núcleo de ICE funciona para corrigir os CTEs introduzidos pelos componentes dos dispositivos numa variedade de maneiras. Numa primeira modalidade, o próprio segundo núcleo de ICE corrige a saída eletromagnética do primeiro núcleo de ICE. Numa segunda modalidade, um circuito de correção de erro utiliza sinais de saída de detectores correspondentes ao primeiro e segundo núcleos de ICE para corrigir os CTEs. Numa terceira modalidade, um processador de computador analisa esses mesmos sinais de saída de detector, para corrigir os CTEs. Dessa forma, as modalidades da presente divulgação proporcionam um dispositivo computacional óptico que auto corrige os erros da taxa de transferência que não foram contabilizados durante o processo de projeto.

[015] Conforme será descrito em mais detalhe abaixo, o núcleo de ICE de correção de CTE é concebido para ter um perfil espectral (ou seja, a função de transmissão) que corrige o CTE. Isso é alcançado, em parte, por meio de variar a espessura das camadas que formam o núcleo de ICE de correção de CTE. Para ilustrar de forma geral esse ponto, a FIG. 1 mostra um núcleo de ICE ilustrativo 100 que pode ser fabricado utilizando métodos da presente divulgação. O núcleo de ICE 100 pode incluir uma pluralidade de camadas alternadas 102 e 104, tais como, por exemplo, silício (Si) e quartzo (SiO2), respectivamente. Outros exemplos não limitativos de material de camada incluem nióbio, germânio e Germânia, MgF, SiO, e outros materiais de alto e baixo índice, embora pessoas versadas na técnica tendo o benefício desta divulgação entendam que estas camadas consistem em materiais cujo índice de refração é alto e baixo, respectivamente.

[016] As camadas 102, 104 podem ser estrategicamente depositadas sobre um substrato óptico 106. Em algumas modalidades, o substrato óptico 106 é vidro óptico BK-7. Em outras modalidades, o substrato óptico 106 pode ser de outros tipos de substratos ópticos, tal como quartzo, safira, silício, germânio, seleneto de zinco, sulfeto de zinco ou vários plásticos tais como policarbonato, polimetilmetacrilato (PMMA), policloreto de vinil (PVC), diamante, cerâmica, etc., como conhecido na técnica. Na extremidade oposta (por exemplo, do lado oposto ao substrato óptico 106), o núcleo de ICE 100 pode incluir uma camada 108 que se encontre geralmente exposta ao ar do ambiente em torno do dispositivo ou instalação. O número de camadas, 102, 104 e a espessura de cada camada, 102, 104 podem ser determinados a partir dos atributos espectrais adquiridos a partir de uma análise espectroscópica de uma característica da substância de amostra utilizando um instrumento espectroscópico convencional.

[017] O espectro de interesse de uma dada característica de uma amostra geralmente inclui qualquer número de diferentes comprimentos de onda. Deve ser compreendido que o núcleo de ICE 100 ilustrativo na FIG. 1 na verdade não representa qualquer característica particular de uma determinada amostra, mas é provido para fins de ilustração somente. Consequentemente, a quantidade de camadas 102, 104 e suas espessuras relativas, como mostrado na FIG. 1, não têm nenhuma correlação com qualquer característica particular de uma determinada amostra. Nem as camadas 102, 104 nem suas espessuras relativas estão necessariamente desenhadas em escala e, portanto, não devem ser consideradas limitantes da presente divulgação. Além disso, aqueles versados na técnica facilmente reconhecerão que os materiais que compõem cada camada 102, 104 podem variar, dependendo da aplicação, o custo dos materiais e/ou aplicabilidade do material à substância de amostra. Por exemplo, as camadas 102, 104 podem ser produzidas a partir de, mas não sendo limitadas para, silício, quartzo, germânio, água, combinações dos mesmos, ou outros materiais de interesse. Além disso, essas mesmas pessoas versadas compreenderão que as espessuras físicas das camadas 102 são de natureza ilustrativa e, assim, podem ser alteradas como for desejado.

[018] As múltiplas camadas 102, 104 exibem diferentes índices de refração. Ao selecionar adequadamente os materiais das camadas 102, 104 e seu relativo espaçamento e espessura, o núcleo de ICE ilustrativo 100 pode ser configurado para passar/refletir/refratar seletivamente frações pré-determinadas de luz (ou seja, radiação eletromagnética) a diferentes comprimentos de onda. Pelo uso de técnicas de regressão, a intensidade de luz de saída correspondente do núcleo de ICE 100 transmite informação a respeito de uma característica do analito de interesse. Além disso, conforme será descrito abaixo, através da seleção adequada das espessuras de camada, um núcleo de ICE pode ser projetado para corrigir os CTEs no dispositivo computacional óptico compilado.

[019] Em vista do que precede, a FIG. 2A mostra um diagrama de blocos de um sistema de projeto de ICE de acordo com uma modalidade ilustrativa da presente divulgação. Conforme será aqui descrito, o sistema de projeto de ICE 200 fornece uma plataforma para a concepção de núcleos de ICE que corrigem os CTEs. A FIG. 2B é um fluxograma de um método ilustrativo 230 realizado pelo sistema de projeto de ICE 200 para determinar a concepção do núcleo de ICE de correção de CTE. Conforme será descrito em mais detalhe a seguir, no bloco 232, o sistema de projeto de ICE 200 analisa um dispositivo computacional óptico (montado ou não montado), a fim de determinar os erros da taxa de transferência do dispositivo (isto é, o CTE) introduzidos pelos componentes do dispositivo. Os componentes do dispositivo podem incluir, por exemplo, a lente, divisores de feixe, ou outros elementos ópticos ao longo do trem óptico. Uma vez determinado, no bloco 234, o sistema, então, determina o perfil espectral óptico (vetor de regressão, por exemplo) necessário para corrigir o CTE. Com base neste perfil espectral óptico, no bloco 236, o sistema 200, em seguida, determina o projeto de um núcleo de ICE tendo o perfil espectral adequado para corrigir o CTE.

[020] Ainda se referindo à FIG. 2A, o sistema de projeto de ICE 200 inclui pelo menos um processador 202, um armazenamento legível por computador não transitório 204, um módulo de comunicação transceptor/rede 205, dispositivos I/O opcionais 206, e uma tela opcional 208 (por exemplo, interface de usuário), todos interconectados através de um barramento de sistema 209. Numa modalidade, o módulo de comunicação de rede 205 é um cartão de interface de rede e se comunica utilizando o protocolo Ethernet. Em outra modalidade, o módulo de comunicação de rede 105 pode ser outro tipo de interface de comunicação, tais como uma interface de fibra óptica e pode se comunicar com um determinado número de diferentes protocolos de comunicação. Instruções de software executáveis pelo processador 202 para implementação de instruções de software armazenadas no módulo de projeto de ICE 210 de acordo com as modalidades ilustrativas descritas neste documento, podem ser armazenadas no armazenamento 204 ou em algum outro meio legível por computador.

[021] Embora não explicitamente mostrado na FIG. 2A, será reconhecido que o sistema de projeto de ICE 200 pode ser conectado a uma ou mais redes públicas (por exemplo, a Internet) e/ou privadas por meio de uma ou mais conexões de rede adequadas. Também será reconhecido que as instruções de software que compreendem o módulo de projeto de ICE 210 também podem ser carregadas no armazenamento 204 a partir de um CD-ROM ou outros meios de armazenamento adequados através de métodos com fios ou sem fios.

[022] Além disso, aqueles versados na técnica apreciarão que as modalidades da presente divulgação podem ser praticadas com uma variedade de configurações de sistema de computador, incluindo dispositivos portáteis, sistemas de múltiplos processadores, eletrônica de consumo programável ou com base em um microprocessador, minicomputadores, computadores centrais e semelhantes. Qualquer número de sistemas de computadores e redes de computadores são aceitáveis para uso com a presente divulgação. As modalidades da divulgação podem ser praticadas em ambientes de computação distribuída, onde as tarefas são desempenhadas por dispositivos de processamento remoto que estão ligados através de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computação distribuída, os módulos do programa podem estar localizados tanto em uma mídia de armazenamento de computador local quanto remoto, incluindo dispositivos de armazenamento de memória. As modalidades da presente divulgação podem, portanto, ser implementadas em conexão com vários hardwares, softwares ou uma combinação dos mesmos em um sistema de computador ou outro sistema de processamento.

[023] Uma metodologia ilustrativa pela qual o sistema de projeto de ICE 200 determina o projeto de um núcleo de ICE será agora descrita. Na calibração multivariada da análise espectral, um vetor de regressão r é determinado, que pode ser combinado com os espectros para proporcionar uma estimativa da propriedade/característica de interesse (y) conforme mostrado na Equação 1 abaixo. Normalmente, y (a característica de interesse prevista) não vai replicar completamente y (a característica de interesse real); por conseguinte, haverá um erro quimiométrico ("CHE"). Na Equação 1 abaixo, as linhas representam os espectros (s1 = espectros 1), as colunas são os canais de comprimento de onda (À2 = canal de comprimento de onda 2), e r é o vetor de regressão (r3 = o valor do vetor de regressão para o canal de comprimento de onda 3). y é o vetor de coluna de valores previstos para a característica de interesse, conforme determinado a partir de cada um dos espectros.

[024] Em computação óptica multivariada ("MOC"), vários componentes são caracterizados separadamente e montados para produzir o dispositivo computacional óptico final. Devido a este processo, os erros da taxa de transferência do sistema podem existir como um resultado do alinhamento, variações nos ângulos de incidência, e desvios em detectores, fontes de luz, ou outros componentes ópticos. Esses erros da taxa de transferência do sistema não são erros de espectros de amostra, e podem ser referidos como "modificação fixa" da taxa de transferência do sistema. A modificação fixa à taxa de transferência espectral do sistema pode deteriorar a precisão do dispositivo para determinar as características da amostra.

[025] Esta modificação fixa à taxa de transferência espectral pode ser chamada de um erro de transferência de calibração, ou CTE como discutido anteriormente. Este CTE é aplicado igualmente em cada um dos espectros de amostra detectados pelo dispositivo computacional óptico. Isto é representado no lado esquerdo da Equação 2 abaixo como a variável m, uma função do comprimento de onda (por exemplo, m2 = modificação do CTE no canal do comprimento de onda 2). Com este conjunto de dados modificado, o original vetor de previsão y será afetado em vez disso fornecer outros valores de previsão, inevitavelmente menos precisos, que são referidos aqui como a resposta do sistema y.

[026] A Equação 2 pode ser reorganizada para conter uma matriz n x p conhecida e o vetor m desconhecido. A matriz n x p neste dispositivo computacional óptico contém essencialmente todas as y em relação ao que o valor característico previsto deveria ter sido, se não fosse pelo vetor (m) do CTE. O valor y’ é uma resposta medida do dispositivo com o vetor de erro do CTE desconhecido. A partir desta Equação 2, uma série de medições devem ser realizadas com o dispositivo montado (com o CTE) usando soluções de referência que são idênticas às soluções originais usadas para realizar os dados de calibração. Em seguida, a resposta real do sistema para essas soluções deve ser medida. Já que a Equação 2 é da mesma forma como um problema típico quimiométrico, m pode ser resolvido pelo padrão de mínimos quadrados parciais ("PLS") da análise como na Equação 3 a seguir.

[027] Após o vetor do CTE ser determinado, o sistema 200 pode então usá-lo para modificar o vetor de regressão original para permitir que o valor original de y seja recuperado. Isto é mostrado na Equação 4 abaixo, na qual a matriz n x p é de fato medida contendo o erro, e este erro pode ser cancelado por modificação do vetor de regressão. Se algum valor de m for zero, então as informações naquele canal do comprimento de onda serão perdidas, o que pode afetar a previsibilidade de todo o dispositivo computacional óptico. No entanto, deve notar-se que os valores esperados de m serão maiores do que zero e devem ser próximos de um, quando não houver nenhum CTE. A largura de banda da medição é mais importante na retenção de y, independentemente do formato do CTE; y pode ser recuperado exatamente e o erro de previsibilidade padrão da previsão ("SEP") permanecerá o mesmo, desde que m não tenha pontos zero. A sensibilidade, no entanto, pode ser afetada tal como será entendido pelos versados na técnica tendo o benefício desta divulgação.

[028] Com a compreensão fundamental precedente, será agora descrito como as modalidades ilustrativas do sistema de projeto de ICE 200 determina a concepção de um núcleo de ICE para corrigir o CTE de um dispositivo computacional óptico. Note-se que o cálculo análogo utilizado em MOC varia ligeiramente a partir das Equações 1-4, em que o vetor de regressão é fixado num núcleo de ICE. Como resultado, a modificação espectral m deve ser implementada por um núcleo de ICE de correção espectral (ou seja, núcleo de ICE de correção de CTE) colocado no percurso do feixe, o que irá produzir uma correção da taxa de transmissão espectral sobre o perfil espectral do dispositivo. Uma vez que, com MOC, o sinal é tipicamente uma proporção da intensidade com e sem o núcleo de ICE, o CTE é aplicado ao fundo e aos sinais de ICE separadamente. Como resultado, as Equações 1-4 4devem ser ligeiramente modificadas, embora o princípio subjacente para determinar m seja o mesmo.

[029] Para começar uma análise ilustrativa, o sistema de projeto de ICE 200 pode combinar os dados espectrais brutos com a taxa de transferência espectral do dispositivo, como mostrado na FIG. 3. A FIG. 3 mostra os dados normalizados, originais com a banda de passagem representada graficamente ao longo do Xeixo (comprimento de onda (nm)) e Yeixo (intensidade normalizada). Os dados convolvidos (respostas do sistema e espectros) são normalizados para a intensidade total, em seguida, um vetor de regressão utilizando PLS é determinado pelo sistema 200. Aplicando o vetor de regressão para os espetros convolvidos irá gerar y, as concentrações previstas (mais exatas) esperadas. Se CTE estiver presente, y contém mais de erros do que seria esperado (menos exato). A discrepância entre a característica de interesse esperada (mais exata) e prevista e a característica de interesse menos exata pode então ser utilizada pelo sistema 200 para calcular o erro de transferência original, como descrito acima.

[030] Em alguns casos, a solução para a Equação 3 pode ser não determinada, dependendo do número de amostras disponíveis e do número de medições realizadas. Este problema pode ser abordado de duas maneiras. Em primeiro lugar, por exemplo, se houver vários analitos, vários vetores de regressão podem ser disponibilizados (para MOC, este corresponde a um dispositivo computacional óptico com vários núcleos de ICE). As amostras representadas graficamente na FIG. 3 contêm quatro analitos: água, NaOH, Na2CO3e NaCl. Utilizando estes quatro vetores de regressão combinados com os 34 conjuntos de dados espectrais mostrados na FIG. 3 permite 132 combinações na quais calcular o CTE. Em MOC, quatro conjuntos de y' podem ser medidos se quatro núcleos de ICE são concebidos, aumentando assim a quantidade de dados com os quais determinar o CTE. Alternativamente, o segundo método de determinar o CTE em sistemas não determinados é reduzir a resolução de m, e, portanto, o número de parâmetros para se adequar. Um exemplo é a utilização de uma função de interpolação da transformada de Fourier para alterar a resolução de m.

[031] A FIG. 4 mostra dois exemplos de perfis de CTE simulados (mostrados pelas linhas A e B), e as versões novamente calculadas da função (mostradas pelas linhas C e D) que são baseadas em uma interpolação da transformada de Fourier de oito pontos, todos gerados usando o sistema de projeto de ICE 200. Linha E indica o desvio padrão ("SD") dos dados espectrais a partir da FIG. 3 e mostra os comprimentos de onda em que a amostra não transmite (valores de SD perto de zero). Com os perfis do CTE novamente calculados, é evidente que, nas regiões em que não há transmissão, o CTE é ainda mal recriado; nas regiões em que o SD é alto, o CTE é muito intimamente replicado. Linha A ilustra a primeira função replicada; a ligeira curva dessa função reflete o tipo de CTE esperado. É bem replicado quando o SD dos dados brutos é significativamente diferente de zero. A segunda função de CTE tem um trânsito afiada. Embora não seja idêntico ao CTE original e é pouco realista, ainda é razoavelmente replicado e pode compensar muito bem o erro de predição. As inclinações e curvas são novamente bem calculadas usando este método; previsibilidades são bem recompensadas, mesmo quando existem desvios de CTE originais.

[032] Por conseguinte, em determinadas modalidades ilustrativas da presente divulgação, o sistema de projeto de ICE 200 utiliza a metodologia anterior para a concepção de um núcleo de ICE para compensar o CTE. O(s) núcleo(s) de ICE resultante(s) é/são concebido(s) para ter o perfil espectral apropriado para produzir um valor m que corrige y' de volta para y, ou modalidades alternativas, mais próximas dos valores reais, y, onde y'> y > y. Para conseguir isto numa modalidade, o sistema de projeto de ICE 200 define m como o perfil de transmissão de um filtro óptico (isto é, núcleos de ICE), limitado como é com uma ou mais camadas de película fina, com a possibilidade de variar as espessuras das camadas (como discutido acima em relação à FIG. 1). A espessura da(s) camada(s) 102, e a(s) camada(s) 104 é então ajustada para produzir um perfil de correção, m, que resulta em uma modificação da taxa de transferência do perfil espectral que proporciona um nível de precisão maior para a característica de interesse prevista. Em outras palavras, o sistema 200 projeta um núcleo de ICE que aplica uma correção de erros de transferência de calibração, ou correção do CTE, para a saída do dispositivo computacional óptico.

[033] A FIG. 5 é um diagrama de blocos de uma arquitetura ilustrativa de um dispositivo computacional óptico 500 utilizando um design de modo de transmissão, que pode ser utilizado em um ou mais dos dispositivos de computação ópticos da presente divulgação. Como será descrito, o dispositivo computacional óptico 500 corrige o CTE opticamente usando um núcleo de ICE. Uma fonte de radiação eletromagnética 508 pode ser configurada para emitir ou de outro modo gerar radiação eletromagnética 510. Conforme entendido na técnica, a fonte de radiação eletromagnética 508 pode ser qualquer dispositivo capaz de emitir ou gerar radiação eletromagnética. Por exemplo, a fonte de radiação eletromagnética 508 pode ser uma lâmpada, dispositivo emissor de luz, laser, corpo negro, cristal fotônico, ou fonte de raios-x, luminescência natural, etc. Em uma modalidade, a radiação eletromagnética 510 pode ser configurada para opticamente interagir com a amostra 506 assim para e gerar luz interagida com amostra 512. A amostra 506 pode ser qualquer amostra desejada, tal como, por exemplo, um fluido (líquido ou gás), substância sólida ou material tal como, por exemplo, hidrocarbonetos ou produtos alimentares. Embora a FIG. 5 mostre a radiação eletromagnética 510 como passando através da ou incidente sobre a amostra 506 para produzir luz interagida com a amostra 512 (isto é, modo de transmissão ou fluorescência), também é contemplado aqui refletir radiação eletromagnética 510 para fora da amostra 506 (isto é, modo de refletância), tal como no caso de uma amostra 506 que é translúcida, opaca ou sólida, e igualmente gerar a luz interagida com a amostra 512.

[034] Depois de ser iluminado com radiação eletromagnética 510, a amostra 506 que contém uma substância de interesse (uma característica da amostra) produz uma potência de radiação eletromagnética (luz interagida da amostra 512, por exemplo). Como descrito previamente, a luz interagida da amostra 512 também contém informações espectrais da amostra utilizada para determinar uma ou mais características da amostra 506. Embora não especificamente mostrados, um ou mais elementos espectrais podem ser empregados num dispositivo de computação óptico 500 a fim de restringir os comprimentos de ondas e/ou larguras de banda óptica do sistema e, desse modo, eliminar radiação eletromagnética indesejada existente em regiões de comprimento de onda que não tem importância. Como será entendido por indivíduos moderadamente versados na técnica que tenham o benefício da presente divulgação, tais elementos espectrais podem ser localizados em qualquer lugar ao longo do trem óptico, mas são empregados normalmente imediatamente após a fonte de luz que fornece a radiação eletromagnética inicial.

[035] Embora não mostrado, o dispositivo computacional óptico 500 pode ser acoplado a uma fonte de alimentação remota, enquanto que em outras modalidades o dispositivo computacional óptico 500 compreende uma bateria de bordo. O dispositivo de computação óptico 500 pode também incluir um processador de sinal (não mostrado), módulo de comunicação (não mostrado) e outros circuitos necessários para atingir os objetivos da presente divulgação, como será compreendido por aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação. Também será reconhecido que as instruções de software necessárias para realizar os objetivos da presente divulgação podem ser armazenadas dentro de armazenamento localizado no dispositivo de computação óptico 500 ou carregado para aquele armazenamento a partir de um CD-ROM ou outros meios de armazenamento adequados, através de métodos com ou sem fio.

[036] Alternativamente, no entanto, o processador pode estar localizado remotamente a partir do dispositivo de computação óptico 500. Nestas modalidades, uma ligação de comunicações fornece um meio de comunicação entre o processador e dispositivo computacional óptico 500. A ligação de comunicações pode ser uma ligação de fio, tal como, por exemplo, um cabo de fibra óptica. Em alternativa, no entanto, a ligação pode ser uma ligação sem fios. Em certas modalidades ilustrativas, o processador de sinal controla a operação do dispositivo computacional óptico 500. Dispositivo de computação óptico 500 pode também incluir um transmissor e receptor (transceptor, por exemplo) (não mostrado) que permite a comunicação bidirecional ao longo de uma ligação de comunicações em tempo real. Em modalidades ilustrativas, o dispositivo de computação óptico 500 irá transmitir a totalidade ou uma parte dos dados de característica de amostra a um processador remoto, para posterior análise. No entanto, em outras modalidades, essa análise é completamente tratada pelo dispositivo de computação óptico 500 e os dados resultantes são então transmitidos remotamente para armazenamento ou análise posterior. Em qualquer modalidade, o processador que realiza os cálculos pode, por exemplo, analisar os dados de características, ou realizar simulações com base nos dados de características, tal como será prontamente compreendido por aqueles versados na técnica tendo o benefício desta descrição.

[037] Ainda em relação à modalidade ilustrativa da FIG. 5, a luz interagida com a amostra 512 é então direcionada para um primeiro núcleo de ICE 504a, o qual foi concebido para ser associado a uma característica particular da amostra 506 ou pode ser concebido para aproximar ou imitar o vetor de regressão da característica de uma maneira desejada, como seria compreendido pelos versados na técnica tendo o benefício desta divulgação. Além disso, no entanto, o dispositivo computacional óptico 500 também inclui um segundo núcleo de ICE 504b que se destina a corrigir o CTE, como anteriormente descrito. O segundo núcleo de ICE 504b está posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE 504a. Além disso, como descrito anteriormente, os núcleos de ICE 504a e 504b têm diferentes perfis espectrais e, como resultado, o próprio segundo núcleo de ICE 504b corrige o CTE presente no dispositivo computacional óptico 500.

[038] Quando a luz interagida com a amostra 512 interage opticamente com o primeiro núcleo de ICE 504a, um primeiro feixe eletromagnético 514a é gerado que, como descrito anteriormente, pode conter menos uma resposta y' menos exata do dispositivo. O primeiro feixe eletromagnético 514a em seguida, opticamente interage com o segundo núcleo de ICE 504b para produzir, assim, o segundo feixe eletromagnético 514b. Já que o segundo núcleo de ICE 504b contém o perfil espectral adequado que produz o valor m, y’ é corrigido de volta para y, mais próximo dos valores reais, y, em que y'> y>y, proporcionando assim uma correção do CTE ao feixe. Depois disso, o segundo feixe eletromagnético 514b que é agora corretamente relacionado com a característica ou analito de interesse, é transmitido a um detector de série 516 para análise e quantificação. Note-se, no entanto, que, numa modalidade alternativa, o núcleo de ICE da correção de CTE pode ser o núcleo de ICE 504a, enquanto o núcleo de ICE 504b incluiria a concepção convencional.

[039] O detector 516 pode ser qualquer dispositivo capaz de detectar radiação eletromagnética e pode geralmente ser caracterizado como um transdutor óptico. Por exemplo, o detector 516 pode ser, mas não está limitado a, um detector térmico, tal como uma termopilha ou detector fotoacústico, um detector semicondutor, um detector de piezoelétrico, detector de dispositivo de carga acoplada, vídeo ou detector de matriz, detector de divisão, detector de fotões (tal como um tubo fotomultiplicador), fotodiodos, local ou distribuído, fibras ópticas, e / ou suas combinações, ou afins, ou outros detectores conhecidos por aqueles versados na técnica. Detector 516 está ainda configurado para produzir um sinal de saída 528 na forma de uma tensão que corresponde à característica da amostra 506. Em pelo menos uma modalidade, o sinal de saída 528 produzido pelo detector 516 e a concentração característica da amostra 506 podem ser diretamente proporcionais. Em outras modalidades, a relação pode ser uma função polinomial, uma função exponencial e/ou uma função logarítmica.

[040] Embora não mostrado, o dispositivo computacional óptico 500 pode incluir um segundo detector arranjado para receber e detectar radiação eletromagnética (luz interagida com a amostra 512) e produzir um sinal de normalização, tal como entendido na técnica. Neste documento, a radiação eletromagnética refletida pode incluir uma variedade de desvios de radiação resultantes da fonte de radiação eletromagnética 508, tais como, por exemplo, flutuações de intensidade de radiação eletromagnética, flutuações interferentes (por exemplo, poeira ou outros interferentes que passam em frente a fonte de radiação eletromagnética), suas combinações, ou afins. Assim, o segundo detector detecta tais desvios de radiação também.

[041] Embora não mostrado na FIG. 5, em certas modalidades ilustrativas, o detector 516 pode ser acoplado de forma comunicativa a um processador de sinal (não mostrado) de dispositivo computacional óptico de bordo 500 de tal modo que um sinal de normalização indicativo de desvios de radiação eletromagnética pode ser fornecido ou transmitido ao mesmo. O processador de sinal pode então ser configurado para combinar computacionalmente o sinal de normalização com o sinal de saída 528 para proporcionar uma determinação mais precisa da característica de amostra 506. No entanto, em outras modalidades que utilizaram apenas um detector, conforme mostrado, o processador de sinal seria acoplado a este único detector. No entanto, na modalidade da FIG. 5, por exemplo, o processador de sinal pode utilizar técnicas de análise multivariada, como, por exemplo, padrão de mínimos quadrados parciais ("PLS") que estão disponíveis na maioria dos pacotes de software de análise estatística (por exemplo, XL Stat para MICROSOFT® EXCEL®; o UNSCRAMBLER® da CAMO Software e MATLAB® da MATHWORKS®), como será entendido pelos versados na técnica que têm o benefício desta divulgação. Depois disso, os dados resultantes são então transmitidos para o processador para operações adicionais.

[042] A FIG. 6 é um diagrama de blocos de uma arquitetura ilustrativa de um dispositivo computacional óptico 600 utilizando um circuito de correção de erro de CTE, de acordo com determinadas modalidades ilustrativas da presente divulgação. Como será descrito, o dispositivo computacional óptico 600 corrige o CTE eletronicamente usando o circuito de correção. Uma fonte de radiação eletromagnética 608 gera radiação eletromagnética 610, que é então dividida em dois feixes 610a e 610b usando divisores e / ou refletores de feixe 609a e 609b, tal como entendido na técnica. Os feixes de radiação eletromagnética 610a,b, em seguida, opticamente interagem com a amostra 606 para produzir a luz interagida com a amostra 612a,b, respectivamente. O primeiro núcleo de ICE 604a e um segundo núcleo de ICE 604b estão posicionados na configuração paralela para receber a luz interagida com a amostra 612a,b, respectivamente, e, assim, produzir o primeiro feixe eletromagnético 614a e o segundo feixe eletromagnético 614b. Neste exemplo, o segundo núcleo de ICE 604b serve como o núcleo de ICE de correção de CTE; no entanto, nas modalidades alternativas, o primeiro núcleo de ICE 604a pode servir como o núcleo de ICE de correção de CTE, como descrito anteriormente.

[043] Um primeiro detector 616 está posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE 604a para assim opticamente interagir com o primeiro feixe eletromagnético 614a, para produzir o primeiro sinal 628 que corresponde a uma característica desejada da amostra 606. Um segundo detector 618 está posicionado em série com o segundo núcleo de ICE 604b para interagir opticamente com o segundo feixe eletromagnético 614b que contém a função de transmissão necessária para produzir o valor de correção m. Esta interação resulta na produção do segundo sinal 628b.

[044] Tanto o primeiro quanto o segundo sinal 628a,b são utilizados para determinar a característica de amostra 606, enquanto um dos sinais (neste exemplo, o segundo sinal 628b) é usado para aplicar uma correção de CTE para o outro sinal. Nesta modalidade ilustrativa, um circuito de correção de CTE 630 aplica-se à correção de CTE do segundo sinal 628b para o primeiro sinal 628a. Há uma variedade de maneiras em que projetar o circuito 630. Por exemplo, o circuito 630 pode ser um circuito diferencial op-amp acoplado aos detectores 616 e 618 para assim subtrair o sinal 628b a partir do sinal 628a. De forma alternativa, no entanto, outros operadores matemáticos podem ser projetados para o circuito 630, como seria entendido por aqueles ordinariamente versados na técnica que tiverem o benefício desta divulgação. No entanto, o sinal de saída resultante 632 corresponde à característica de correção de CTE, e é finalmente processado em conformidade por um processador remoto ou localizado (não mostrado).

[045] Numa modalidade alternativa do dispositivo computacional óptico 600, um processador de computador (não mostrado) pode ser utilizado em vez do circuito de correção de CTE 630. Nesta modalidade, a correção da CTE (utilizando os sinais 628a,b) seria realizada pelo processador do computador por meio de instruções de software. Por exemplo, as instruções de software que permitem que o processador do computador subtraia o segundo sinal 628b do primeiro sinal 628a, para determinar, assim, a característica de CTE corrigido da amostra 606.

[046] Em ainda outra modalidade alternativa, o núcleo de ICE convencional e o núcleo de ICE corretivo de CTE podem ser um dispositivo monolítico. Por exemplo, um dos núcleos de ICE pode ser depositado (ou conectado) a um lado de um substrato, enquanto que o outro núcleo de ICE está conectado a, ou depositado), no lado oposto do substrato. Uma tal alteração iria ser aparente para um versado na técnica tendo o benefício desta divulgação.

[047] Aqueles mesmos versados na técnica reconhecerão que os dispositivos de computação ópticos acima mencionados são ilustrativos por natureza e que existe uma variedade de outras configurações ópticas que podem ser utilizadas. Essas configurações ópticas não só incluem os métodos de reflexão, de transmissão ou de absorção aqui descritos, mas também podem envolver espalhamento (Raleigh & Raman, por exemplo) bem como de emissão (fluorescência, excitação de raios X, etc., por exemplo). Os dispositivos computacionais ópticos anteriores podem ser implementados numa variedade de maneiras, incluindo, por exemplo, num ambiente de fundo de poço, um dispositivo compacto, dispositivos portáteis ou outros dispositivos portáteis.

[048] Por conseguinte, as modalidades ilustrativas da presente divulgação fornecem a concepção e a fabricação de núcleos de ICE que podem compensar o erro de perfil espectral de um dispositivo computacional óptico montado. Como resultado, a integridade do desempenho do dispositivo óptico é mantida mesmo quando erros não contabilizados no processo de modelagem estão presentes. Como resultado, não há necessidade de recolher dados espectrais, a fim de compensar os erros.

[049] As modalidades descritas neste documento referem-se ainda a qualquer um ou mais dos seguintes parágrafos: 1. Um dispositivo computacional óptico, que compreende radiação eletromagnética que opticamente interage com uma amostra para produzir luz interagida com a amostra; um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE"); um segundo núcleo de ICE posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE; e um detector posicionado em série com o primeiro e segundo núcleo de ICE para receber um feixe eletromagnético que passou através do primeiro e segundo núcleo de ICE, o detector gera assim um sinal utilizado para determinar uma característica da amostra. 2. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido no parágrafo 1, em que o primeiro e segundo núcleo de ICE têm diferentes perfis espectrais. 3. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 1-2, em que o primeiro ou segundo núcleo de ICE está posicionado de modo a aplicar uma correção de erros de transferência de calibração para o feixe eletromagnético. 4. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 1-3, em que a correção de erros de transferência de calibração é determinada com base nos componentes do dispositivo computacional óptico. 5. Um dispositivo computacional óptico, que compreende radiação eletromagnética que opticamente interage com uma amostra para produzir luz interagida com a amostra; um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") posicionado para opticamente interagir com a luz interagida com a amostra, assim, para gerar um primeiro feixe eletromagnético que corresponde a uma característica da amostra; um segundo núcleo de ICE posicionado em paralelo com o primeiro núcleo de ICE para opticamente interagir com a luz interagida com a amostra, assim, para gerar um segundo feixe eletromagnético que corresponde também à característica da amostra; e um primeiro detector posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE para receber o primeiro feixe eletromagnético e, assim, para gerar um primeiro sinal utilizado para determinar a característica da amostra; e um segundo detector posicionado em série com o segundo núcleo de ICE para receber o segundo feixe eletromagnético e, assim, para gerar um segundo sinal utilizado para determinar a característica da amostra, em que um do primeiro ou segundo sinal é utilizado para aplicar uma correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal. 6. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido no parágrafo 5, em que o primeiro e segundo núcleo de ICE têm diferentes perfis espectrais. 7. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 5-6, em que a correção de erros de transferência de calibração é determinada com base nos componentes do dispositivo computacional óptico. 8. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 5-7, que compreende ainda um circuito de correção posicionado para receber o primeiro e segundo sinal, e, assim, para utilizar um do primeiro ou segundo sinal para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal. 9. Um dispositivo computacional óptico, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 5-8, que compreende ainda um processador de computador posicionado para receber o primeiro e segundo sinal, e, assim, para utilizar um do primeiro ou segundo sinal para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal. 10. Um método que utiliza um dispositivo computacional óptico, que compreende radiação eletromagnética opticamente interagida com uma amostra para produzir luz interagida com a amostra; opticamente interagindo a luz interagida com a amostra com um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") para produzir um primeiro feixe eletromagnético; opticamente interagindo o primeiro feixe eletromagnético com um segundo núcleo de ICE posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE, assim, para produzir um segundo feixe eletromagnético; opticamente interagindo o segundo feixe eletromagnético com um detector posicionado em série com o primeiro e segundo núcleo de ICE, assim, para gerar um sinal; e utilizando o sinal para determinar uma característica da amostra. 11. Um método, tal como definido no parágrafo 10, em que o primeiro e segundo núcleo de ICE têm diferentes perfis espectrais. 12. Um método, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 10-11, que compreende ainda a utilização do primeiro ou segundo núcleo de ICE para aplicar uma correção de erro de transferência de calibração para o segundo feixe eletromagnético. 13. Um método, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 10-12, em que a correção de erro de transferência de calibração é realizada utilizando o método que compreende o cálculo de um erro de transferência de calibração para o dispositivo computacional óptico com base nos componentes do dispositivo computacional óptico; e utilizando o erro de transferência de calibração para a concepção do primeiro ou segundo núcleo de ICE para corrigir o erro de transferência de calibração, resultando, assim, na correção de erro de transferência de calibração. 14. Um método que utiliza um dispositivo computacional óptico, que compreende radiação eletromagnética opticamente interagindo com uma amostra para produzir luz interagida com a amostra; opticamente interagindo a luz interagida com a amostra com um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") para gerar, assim, um primeiro feixe eletromagnético; opticamente interagindo a luz interagida com a amostra com um segundo núcleo de ICE para gerar, assim, um segundo feixe eletromagnético; opticamente interagindo o primeiro feixe eletromagnético com um primeiro detector para gerar, assim, um primeiro sinal; opticamente interagindo o segundo feixe eletromagnético com um segundo detector para gerar, assim, um segundo sinal; utilizando um do primeiro ou segundo sinal para aplicar uma correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal; e utilizando o primeiro e segundo sinal para determinar uma característica da amostra. 15. Um método, tal como definido no parágrafo 14, em que o primeiro e segundo núcleo de ICE têm diferentes perfis espectrais. 16. Um método, tal como definido em qualquer um dos parágrafos 14-15, em que a correção de erro de transferência de calibração é realizada utilizando o método que compreende o cálculo de um erro de transferência de calibração para o dispositivo computacional óptico com base nos componentes do dispositivo computacional óptico; e utilizando o erro de transferência de calibração para a concepção do primeiro ou segundo núcleo de ICE para produzir um feixe eletromagnético utilizado para corrigir o erro de transferência de calibração, resultando, assim, na correção de erro de transferência de calibração. 17. Um método tal como definido em qualquer um dos parágrafos 1416, em que a utilização de um do primeiro ou segundo sinal para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal de transmissão compreende o primeiro e segundo sinal para um circuito de correção; e a utilização do circuito de correção para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal. 18. Um método tal como definido em qualquer um dos parágrafos 1417, em que a utilização de um do primeiro ou segundo sinal para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal de transmissão compreende o primeiro e segundo sinal para um processador de computador; e a utilização do processador de computador para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal. 19. Um método de computação óptica, que compreende o cálculo de um erro de transferência de calibração para um dispositivo computacional óptico com base nos componentes do dispositivo computacional óptico; utilizando o erro de transferência de calibração para determinar uma correção de erro de transferência de calibração; e utilizando a correção de erro de transferência de calibração para gerar um sinal no dispositivo computacional óptico, que corresponde a uma característica de uma amostra sendo analisada pelo dispositivo computacional óptico. 20. Um método conforme definido no parágrafo 19, em que a utilização da correção de erro de transferência de calibração para gerar o sinal compreende o fornecimento de um primeiro e segundo núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") no dispositivo computacional óptico; e a utilização de um dos núcleos de ICE para aplicar a correção de erro de transferência de calibração. 21. Um método conforme definido em qualquer um dos parágrafos 19-20, em que a utilização da correção de erro de transferência de calibração para gerar o sinal compreende aplicar a correção de erro de transferência de calibração utilizando um circuito de correção. 22. Um método conforme definido em qualquer um dos parágrafos 19-21, em que a utilização da correção de erro de transferência de calibração para gerar o sinal compreende aplicar a correção de erro de transferência de calibração utilizando um processador de computador. 23. Um método de fabricar um dispositivo computacional óptico, que compreende o cálculo de um erro de transferência de calibração para um dispositivo computacional óptico com base nos componentes do dispositivo computacional óptico; a utilização do erro de transferência de calibração para determinar um perfil espectral óptico necessário para corrigir o erro de transferência de calibração; e a concepção de um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") que corresponde a uma característica de uma amostra sendo analisada pelo dispositivo computacional óptico. 24. Um método conforme definido no parágrafo 23, que compreende ainda o posicionamento do primeiro núcleo de ICE em série com um segundo núcleo de ICE de tal forma que o primeiro núcleo de ICE corrige o erro de transferência de calibração presente dentro de um feixe de saída do segundo núcleo de ICE. 25. Um método conforme definido em qualquer um dos parágrafos 23-24, que compreende ainda o posicionamento do primeiro núcleo de ICE em paralelo com um segundo núcleo de ICE; o posicionamento de um primeiro detector em série com o primeiro núcleo de ICE; e o posicionamento de um segundo detector em série com o segundo núcleo de ICE, em que um sinal de saída do primeiro detector é utilizado para corrigir o erro de transferência de calibração presente dentro de um sinal de saída do segundo detector. 26. Um método conforme definido em qualquer um dos parágrafos 23-25, que compreende ainda o posicionamento de um circuito de correção em série com o primeiro e segundo detector, para corrigir, assim, o erro de transferência de calibração utilizando o sinal de saída do primeiro detector. 27. Um método conforme definido em qualquer um dos parágrafos 23-26, que compreende ainda o posicionamento de um processador de computador em série com o primeiro e segundo detector, para corrigir, assim, o erro de transferência de calibração utilizando o sinal de saída do primeiro detector.

[050] Embora várias modalidades e metodologias tenham sido mostradas e descritas, a divulgação não é limitada a tais modalidades e metodologias e será entendida como incluindo todas as modificações e variações como seria aparente para alguém versado na técnica. Portanto, deve-se entender que a divulgação não se destina a ser limitada às formas particulares divulgadas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que caem dentro do espírito e escopo da divulgação como definido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Dispositivo de computação óptico, caracterizado pelo fato de compreender: - radiação eletromagnética que interage opticamente com uma amostra (606) para produzir uma luz que interagiu com a amostra (612a, 612b); - um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") (604a); - um segundo núcleo de ICE (604b) posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE (604a); e - um detector (616) posicionado em série com o primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b) para receber um feixe eletromagnético (614a, 614b) que passou através do primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b), o detector (616) gera assim um sinal (628a, 628b) utilizado para determinar uma característica da amostra (606), sendo que o primeiro ou segundo núcleo de ICE (604a, 604b) está posicionado de modo a aplicar uma correção de erros de transferência de calibração para o feixe eletromagnético (614a, 614b).

2. Dispositivo computacional óptico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b) terem diferentes perfis espectrais.

3. Dispositivo computacional óptico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a correção de erros de transferência de calibração ser determinada com base nos componentes do dispositivo computacional óptico (600).

4. Dispositivo de computação óptico, caracterizado pelo fato de compreender: - radiação eletromagnética que interage opticamente com uma amostra (606) para produzir uma luz que interagiu com a amostra (612a, 612b); - um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") (604a) posicionado para interagir opticamente com a luz interagida com a amostra (612a, 612b) para gerar, assim, um primeiro feixe eletromagnético (614a) que corresponde a uma característica da amostra (606); - um segundo núcleo de ICE (604b) posicionado em paralelo com o primeiro núcleo de ICE (604a) para interagir opticamente com a luz interagida com a amostra (612a, 612b) para gerar, assim, um segundo feixe eletromagnético (614b) que também corresponde à característica da amostra (606); - um primeiro detector (616) posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE (604a) para receber o primeiro feixe eletromagnético (614a) e, assim, gerar um primeiro sinal (628a) utilizado para determinar a característica da amostra (606); e - um segundo detector (618) posicionado em série com o segundo núcleo de ICE (604b) para receber o segundo feixe eletromagnético (614b) e, assim, gerar um segundo sinal (628b) utilizado para determinar a característica da amostra (606), sendo que um do primeiro ou segundo sinal (628a, 628b) é utilizado para aplicar uma correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal.

5. Dispositivo computacional óptico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b) terem diferentes perfis espectrais.

6. Dispositivo computacional óptico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a correção de erros de transferência de calibração ser determinada com base nos componentes do dispositivo computacional óptico (600).

7. Dispositivo computacional óptico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um circuito de correção (630) posicionado para receber o primeiro e segundo sinal (628a, 628b), e, assim, utilizar um do primeiro ou segundo sinal (628a, 628b) para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal.

8. Dispositivo computacional óptico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um processador de computador posicionado para receber o primeiro e segundo sinal (628a, 628b), e, assim, para utilizar um do primeiro ou segundo sinal (628a, 628b) para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal.

9. Método de utilização de dispositivo computacional óptico (600), caracterizado pelo fato de compreender: - interagir, de forma óptica, a radiação eletromagnética com uma amostra (606) para produzir luz interagida com a amostra (612a, 612b); - interagir, de forma óptica, a luz interagida com a amostra (612a, 612b) com um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") (604a) para produzir um primeiro feixe eletromagnético (614a); - interagir, de forma óptica, o primeiro feixe eletromagnético (614a) com um segundo núcleo de ICE (604b) posicionado em série com o primeiro núcleo de ICE (604a) para, assim, produzir um segundo feixe eletromagnético (614b); - interagir, de forma óptica, o segundo feixe eletromagnético (614b) com um detector (616, 618) posicionado em série com o primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b) para gerar, assim, um sinal (628a, 628b); e - utilizar o sinal (628a, 628b) para determinar uma característica da amostra (606).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b) terem diferentes perfis espectrais.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a correção de erro de transferência de calibração ser realizada utilizando o método compreendendo: - calcular um erro de transferência de calibração para o dispositivo computacional óptico (600) com base nos componentes do dispositivo computacional óptico (600); e - utilizar o erro de transferência de calibração para a concepção do primeiro ou segundo núcleo de ICE (604a, 604b) para corrigir o erro de transferência de calibração, resultando, assim, na correção de erro de transferência de calibração.

12. Método de utilização de dispositivo computacional óptico (600), caracterizado pelo fato de compreender: - interagir, de forma óptica, a radiação eletromagnética com uma amostra (606) para produzir luz interagida com a amostra (612a, 612b); - interagir, de forma óptica, a luz interagida com a amostra (612a, 612b) com um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") (604a) para gerar, assim, um primeiro feixe eletromagnético (614a); - interagir, de forma óptica, a luz interagida com a amostra (612a, 612b) com um segundo núcleo de ICE (604b) para gerar, assim, um segundo feixe eletromagnético (614b); - interagir, de forma óptica, o primeiro feixe eletromagnético (614a) com um primeiro detector (616) para gerar, assim, um primeiro sinal (628a); - interagir, forma óptica, o segundo feixe eletromagnético (614b) com um segundo detector (618) para gerar, assim, um segundo sinal (628b); - utilizar um do primeiro ou do segundo sinal (628a, 628b) para aplicar uma correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal; e - utilizar o primeiro e o segundo sinal (628a, 628b) para determinar uma característica da amostra (606).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo núcleos de ICE (604a, 604b) terem diferentes perfis espectrais.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a correção de erro de transferência de calibração ser realizada utilizando o método compreendendo: - calcular um erro de transferência de calibração para o dispositivo computacional óptico (600) com base nos componentes do dispositivo computacional óptico (600); e - utilizar o erro de transferência de calibração para a concepção do primeiro ou segundo núcleo de ICE (604a, 604b) para produzir um feixe eletromagnético utilizado para corrigir o erro de transferência de calibração, resultando, assim, na correção de erro de transferência de calibração.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a utilização de um do primeiro ou segundo sinal (628a, 628b) para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal compreender: - transmitir o primeiro e segundo sinal (628a, 628b) para um circuito de correção (630); e - utilizar o circuito de correção (630) para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a utilização de um do primeiro ou segundo sinal (628a, 628b) para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal compreender: - transmitir o primeiro e segundo sinal (628a, 628b) para um processador de computador; e - utilizar o processador de computador para aplicar a correção de erro de transferência de calibração para o outro sinal.

17. Método de computação óptica, caracterizado pelo fato de compreender: - calcular um erro de transferência de calibração para um dispositivo computacional óptico (600) com base nos componentes do dispositivo computacional óptico (600); - utilizar o erro de transferência de calibração para determinar uma correção de erro de transferência de calibração; e - utilizar um primeiro e segundo núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") (604a, 604b) no dispositivo computacional óptico (600) para aplicar a correção de erro de transferência de calibração gerando assim um sinal no dispositivo computacional óptico (600), que corresponde a uma característica de uma amostra (606) sendo analisada pelo dispositivo computacional óptico (600).

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a aplicação da correção de erro de transferência de calibração compreender ainda aplicar a correção de erro de transferência de calibração utilizando um circuito de correção (630).

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a aplicação da correção de erro de transferência de calibração compreender ainda aplicar a correção de erro de transferência de calibração utilizando um processador de computador.

20. Método de fabricação de dispositivo computacional óptico (600), caracterizado pelo fato de compreender: - calcular um erro de transferência de calibração para um dispositivo computacional óptico (600) com base nos componentes do dispositivo computacional óptico (600); - utilizar o erro de transferência de calibração para determinar um perfil espectral óptico necessário para corrigir o erro de transferência de calibração; e - conceber um primeiro núcleo de Elemento Computacional Integrado ("ICE") que corresponde a uma característica de uma amostra (606) sendo analisada pelo dispositivo computacional óptico (600).

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender ainda o posicionamento do primeiro núcleo de ICE (604a) em série com um segundo núcleo de ICE (604b) de tal forma que o primeiro núcleo de ICE (604a) corrige o erro de transferência de calibração presente dentro de um feixe de saída (614b) do segundo núcleo de ICE (604b).

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - posicionar o primeiro núcleo de ICE (604a) em paralelo com um segundo núcleo de ICE (604b); - posicionar um primeiro detector (616) em série com o primeiro núcleo de ICE (604a); e - posicionar um segundo detector (618) em série com o segundo núcleo de ICE (604b), sendo que um sinal de saída do primeiro detector (616) é utilizado para corrigir o erro de transferência de calibração presente dentro de um sinal de saída do segundo detector (618).

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender ainda o posicionamento de um circuito de correção (630) em série com o primeiro e segundo detector (616, 618), para corrigir, assim, o erro de transferência de calibração utilizando o sinal de saída do primeiro detector (616).

24. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender ainda o posicionamento de um processador de computador em série com o primeiro e segundo detector (616, 618), para corrigir, assim, o erro de transferência de calibração utilizando o sinal de saída (632) do primeiro detector (616).