CN116593001B - 一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法 - Google Patents

一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法 Download PDF

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Abstract

一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，属于光谱仪技术领域，解决了现有的光学设计软件，难以保证在成像光谱仪光学系统的设计效率提高和像质良好的同时，实现对谱线弯曲的校正的问题。基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的效正逻辑，获取宏文件的运行逻辑，并编辑出宏文件；选择初始化的成像光谱仪光学系统后，调用出已编辑完成的宏文件；宏文件分别获取初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否均满足设定值，若满足，则获得最终的成像光谱仪光学系统；对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化后，重复上一操作。

Description

一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法
技术领域
本发明涉及光谱仪技术领域，具体涉及基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法。
背景技术
成像光谱仪光学系统是一种应用广泛的光学仪器，其可以实现对目标三维数据立方体的采集，但是成像光谱仪光学系统中色散元件本身属性会造成谱线弯曲。对于光谱分辨率小于3纳米的成像光谱仪光学系统，谱线弯曲的存在会严重影响成像光谱仪光学系统的光谱分辨率。
现有的光学设计软件在成像光谱仪光学系统的设计过程中很难同时保证成像质量与谱线弯曲的校正，主要是由于谱线弯曲的校正较为复杂，影响成像光谱仪光学系统的设计效率和像质。
综上所述，现有的光学设计软件，难以保证在成像光谱仪光学系统的设计效率提高和像质良好的同时，实现对谱线弯曲的校正。
发明内容
本发明解决了现有的光学设计软件，难以保证在成像光谱仪光学系统的设计效率提高和像质良好的同时，实现对谱线弯曲的校正的问题。
本发明所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，包括以下步骤：
步骤S1，基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑，获取宏文件的运行逻辑，并编辑出宏文件；
步骤S2，选择初始化的成像光谱仪光学系统后，调用出步骤S1中已编辑完成的宏文件；
步骤S3，宏文件分别获取初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否均满足设定值，若满足，则获得最终的成像光谱仪光学系统，若不满足，则执行步骤S4；
步骤S4，对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化后，重复步骤S3。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的步骤S1中，所述的宏文件的运行逻辑，包括以下步骤：
步骤S101，在成像光谱仪光学系统中，分别获取多个视场均对应的不同波长的坐标数据；
步骤S102，根据步骤S101已获取的多个视场均对应的不同波长的坐标数据，分别计算出初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率；
步骤S103，根据步骤S102已计算出的初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否满足设定值，若满足，则停止运行，若不满足，则重复步骤S101～步骤S103。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的坐标数据包括X视场坐标和Y视场坐标。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的计算公式为：
式中，Ri为在视场i下的谱线弯曲值，ai1为波长λ1在视场i处的X方向坐标数据，ai2为波长λ2在视场i处的X方向坐标数据，ai3为波长λ3在视场i处的X方向坐标数据，ai4为波长λ4在视场i处的X方向坐标数据，ai5为波长λ5在视场i处的X方向坐标数据，ai6为波长λ6在视场i处的X方向坐标数据，ai7为波长λ7在视场i处的X方向坐标数据，bi1为波长λ1在视场i处的Y方向坐标数据，bi2为波长λ2在视场i处的Y方向坐标数据，bi3为波长λ3在视场i处的Y方向坐标数据，bi4为波长λ4在视场i处的Y方向坐标数据，bi5为波长λ5在视场i处的Y方向坐标数据，bi6为波长λ6在视场i处的Y方向坐标数据，bi7为波长λ7在视场i处的Y方向坐标数据。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的步骤S4中，所述的对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化，具体为：
调节初始化的成像光谱仪光学系统的参数。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的设定值为：
最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的要求值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的要求值为小于20%的像素值。
本发明解决了现有的光学设计软件，难以保证在成像光谱仪光学系统的设计效率提高和像质良好的同时，实现对谱线弯曲的校正的问题。具体有益效果包括：
1、本发明所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，由于光学设计软件在成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正较为复杂，造成现有的光学设计软件无法同时保证成像质量与谱线弯曲的校正。因此，本申请针对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑，编辑了宏文件，并将其应用到成像光谱仪光学系统，对成像光谱仪光学系统进行不断优化，直至获得满足设定值的最终的成像光谱仪光学系统，该方法能够有效地对谱线弯曲进行校正的同时，不会造成成像光谱仪光学系统的成像质量的问题，从而解决了现有的光学设计软件难以在保证成像光谱仪光学系统成像质量良好的同时，实现对谱线弯曲的校正，同时提高了成像光谱仪光学系统的优化效率；
2、本发明所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，本申请所述的宏文件是基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑编辑出的，可以自行对初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率进行判断是否满足设定值，并可以自行执行运行逻辑，直至初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率满足设定值时，则停止运行，该方法极大的提高了成像光谱仪光学系统的优化效率和精确度；
本申请所述的基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，适用于狭缝型光栅型或棱镜型成像光谱仪的设计方法。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是实施方式二所述的宏文件运行逻辑图；
图2是实施方式四所述的未采用宏文件设计得到的成像光谱仪光学系统图；
图3是实施方式四所述的采用宏文件设计得到的成像光谱仪光学系统图；
图4是实施方式四所述的谱线弯曲的曲率的对比图。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施方式一、本实施方式所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，包括以下步骤：
步骤S1，基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑，获取宏文件的运行逻辑，并编辑出宏文件；
步骤S2，选择初始化的成像光谱仪光学系统后，调用出步骤S1中已编辑完成的宏文件；
步骤S3，宏文件分别获取初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否均满足设定值，若满足，则获得最终的成像光谱仪光学系统，若不满足，则执行步骤S4；
步骤S4，对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化后，重复步骤S3。
本实施方式中，由于的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的校正较为复杂，造成现有的光学设计软件在成像光谱仪光学系统的设计过程中很难同时保证成像质量与谱线弯曲的校正。
因此，本申请通过根据对成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的校正逻辑，编辑出与之对应的宏文件。选择初始化的成像光谱仪光学系统后，将初始化的成像光谱仪光学系统与宏文件相结合进行辅助成像光谱仪光学系统的设计，此过程中，可以通过宏文件判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否满足设定值，来判断初始化的成像光谱仪光学系统是否需要优化。
在对成像光谱仪光学系统的设计过程中，实现对成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的校正的同时，保证了成像光谱仪光学系统的成像质量，提高了成像光谱仪光学系统的优化效率。
实施方式二、本实施方式是对实施方式所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法的进一步限定，所述的步骤S1中，所述的宏文件的运行逻辑，包括以下步骤：
步骤S101，在成像光谱仪光学系统中，分别获取多个视场均对应的不同波长的坐标数据；
步骤S102，根据步骤S101已获取的多个视场均对应的不同波长的坐标数据，分别计算出初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率；
步骤S103，根据步骤S102已计算出的初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否满足设定值，若满足，则停止运行，若不满足，则重复步骤S101～步骤S103。
本实施方式中，所述的坐标数据包括X视场坐标和Y视场坐标。
本实施方式中，所述的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的计算公式为：
式中，Ri为在视场i下的谱线弯曲值，ai1为波长λ1在视场i处的X方向坐标数据，ai2为波长λ2在视场i处的X方向坐标数据，ai3为波长λ3在视场i处的X方向坐标数据，ai4为波长λ4在视场i处的X方向坐标数据，ai5为波长λ5在视场i处的X方向坐标数据，ai6为波长λ6在视场i处的X方向坐标数据，ai7为波长λ7在视场i处的X方向坐标数据，bi1为波长λ1在视场i处的Y方向坐标数据，bi2为波长λ2在视场i处的Y方向坐标数据，bi3为波长λ3在视场i处的Y方向坐标数据，bi4为波长λ4在视场i处的Y方向坐标数据，bi5为波长λ5在视场i处的Y方向坐标数据，bi6为波长λ6在视场i处的Y方向坐标数据，bi7为波长λ7在视场i处的Y方向坐标数据。
本实施方式中，基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑编辑出的宏文件的运行逻辑如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，通过OPER函数（数据提取函数）分别读取多个视场对应的不同波长的坐标数据，具体如下：
通过OPER函数读取波长λ1在视场1处的X方向坐标数据a11；
通过OPER函数读取波长λ2在视场1处的X方向坐标数据a12；
通过OPER函数读取波长λ3在视场1处的X方向坐标数据a13；
通过OPER函数读取波长λ4在视场1处的X方向坐标数据a14；
通过OPER函数读取波长λ5在视场1处的X方向坐标数据a15；
通过OPER函数读取波长λ6在视场1处的X方向坐标数据a16；
通过OPER函数读取波长λ7在视场1处的X方向坐标数据a17；
通过OPER函数读取波长λ1在视场2处的X方向坐标数据a21；
通过OPER函数读取波长λ2在视场2处的X方向坐标数据a22；
通过OPER函数读取波长λ3在视场2处的X方向坐标数据a23；
通过OPER函数读取波长λ4在视场2处的X方向坐标数据a24；
通过OPER函数读取波长λ5在视场2处的X方向坐标数据a25；
通过OPER函数读取波长λ6在视场2处的X方向坐标数据a26；
通过OPER函数读取波长λ7在视场2处的X方向坐标数据a27；
通过OPER函数读取波长λ1在视场3处的X方向坐标数据a31；
通过OPER函数读取波长λ2在视场3处的X方向坐标数据a32；
通过OPER函数读取波长λ3在视场3处的X方向坐标数据a33；
通过OPER函数读取波长λ4在视场3处的X方向坐标数据a34；
通过OPER函数读取波长λ5在视场3处的X方向坐标数据a35；
通过OPER函数读取波长λ6在视场3处的X方向坐标数据a36；
通过OPER函数读取波长λ7在视场3处的X方向坐标数据a37；
通过OPER函数读取波长λ1在视场4处的X方向坐标数据a41；
通过OPER函数读取波长λ2在视场4处的X方向坐标数据a42；
通过OPER函数读取波长λ3在视场4处的X方向坐标数据a43；
通过OPER函数读取波长λ4在视场4处的X方向坐标数据a44；
通过OPER函数读取波长λ5在视场4处的X方向坐标数据a45；
通过OPER函数读取波长λ6在视场4处的X方向坐标数据a46；
通过OPER函数读取波长λ7在视场4处的X方向坐标数据a47；
通过OPER函数读取波长λ1在视场5处的X方向坐标数据a51；
通过OPER函数读取波长λ2在视场5处的X方向坐标数据a52；
通过OPER函数读取波长λ3在视场5处的X方向坐标数据a53；
通过OPER函数读取波长λ4在视场5处的X方向坐标数据a54；
通过OPER函数读取波长λ5在视场5处的X方向坐标数据a55；
通过OPER函数读取波长λ6在视场5处的X方向坐标数据a56；
通过OPER函数读取波长λ7在视场5处的X方向坐标数据a57；
通过OPER函数读取波长λ1在视场6处的X方向坐标数据a61；
通过OPER函数读取波长λ2在视场6处的X方向坐标数据a62；
通过OPER函数读取波长λ3在视场6处的X方向坐标数据a63；
通过OPER函数读取波长λ4在视场6处的X方向坐标数据a64；
通过OPER函数读取波长λ5在视场6处的X方向坐标数据a65；
通过OPER函数读取波长λ6在视场6处的X方向坐标数据a66；
通过OPER函数读取波长λ7在视场6处的X方向坐标数据a67；
通过OPER函数读取波长λ1在视场7处的X方向坐标数据a71；
通过OPER函数读取波长λ2在视场7处的X方向坐标数据a72；
通过OPER函数读取波长λ3在视场7处的X方向坐标数据a73；
通过OPER函数读取波长λ4在视场7处的X方向坐标数据a74；
通过OPER函数读取波长λ5在视场7处的X方向坐标数据a75；
通过OPER函数读取波长λ6在视场7处的X方向坐标数据a76；
通过OPER函数读取波长λ7在视场7处的X方向坐标数据a77；
通过OPER函数读取波长λ1在视场1处的Y方向坐标数据b11；
通过OPER函数读取波长λ2在视场1处的Y方向坐标数据b12；
通过OPER函数读取波长λ3在视场1处的Y方向坐标数据b13；
通过OPER函数读取波长λ4在视场1处的Y方向坐标数据b14；
通过OPER函数读取波长λ5在视场1处的Y方向坐标数据b15；
通过OPER函数读取波长λ6在视场1处的Y方向坐标数据b16；
通过OPER函数读取波长λ7在视场1处的Y方向坐标数据b17；
通过OPER函数读取波长λ1在视场2处的Y方向坐标数据b21；
通过OPER函数读取波长λ2在视场2处的Y方向坐标数据b22；
通过OPER函数读取波长λ3在视场2处的Y方向坐标数据b23；
通过OPER函数读取波长λ4在视场2处的Y方向坐标数据b24；
通过OPER函数读取波长λ5在视场2处的Y方向坐标数据b25；
通过OPER函数读取波长λ6在视场2处的Y方向坐标数据b26；
通过OPER函数读取波长λ7在视场2处的Y方向坐标数据b27；
通过OPER函数读取波长λ1在视场3处的Y方向坐标数据b31；
通过OPER函数读取波长λ2在视场3处的Y方向坐标数据b32；
通过OPER函数读取波长λ3在视场3处的Y方向坐标数据b33；
通过OPER函数读取波长λ4在视场3处的Y方向坐标数据b34；
通过OPER函数读取波长λ5在视场3处的Y方向坐标数据b35；
通过OPER函数读取波长λ6在视场3处的Y方向坐标数据b36；
通过OPER函数读取波长λ7在视场3处的Y方向坐标数据b37；
通过OPER函数读取波长λ1在视场4处的Y方向坐标数据b41；
通过OPER函数读取波长λ2在视场4处的Y方向坐标数据b42；
通过OPER函数读取波长λ3在视场4处的Y方向坐标数据b43；
通过OPER函数读取波长λ4在视场4处的Y方向坐标数据b44；
通过OPER函数读取波长λ5在视场4处的Y方向坐标数据b45；
通过OPER函数读取波长λ6在视场4处的Y方向坐标数据b46；
通过OPER函数读取波长λ7在视场4处的Y方向坐标数据b47；
通过OPER函数读取波长λ1在视场5处的Y方向坐标数据b51；
通过OPER函数读取波长λ2在视场5处的Y方向坐标数据b52；
通过OPER函数读取波长λ3在视场5处的Y方向坐标数据b53；
通过OPER函数读取波长λ4在视场5处的Y方向坐标数据b54；
通过OPER函数读取波长λ5在视场5处的Y方向坐标数据b55；
通过OPER函数读取波长λ6在视场5处的Y方向坐标数据b56；
通过OPER函数读取波长λ7在视场5处的Y方向坐标数据b57；
通过OPER函数读取波长λ1在视场6处的Y方向坐标数据b61；
通过OPER函数读取波长λ2在视场6处的Y方向坐标数据b62；
通过OPER函数读取波长λ3在视场6处的Y方向坐标数据b63；
通过OPER函数读取波长λ4在视场6处的Y方向坐标数据b64；
通过OPER函数读取波长λ5在视场6处的Y方向坐标数据b65；
通过OPER函数读取波长λ6在视场6处的Y方向坐标数据b66；
通过OPER函数读取波长λ7在视场6处的Y方向坐标数据b67；
通过OPER函数读取波长λ1在视场7处的Y方向坐标数据b71；
通过OPER函数读取波长λ2在视场7处的Y方向坐标数据b72；
通过OPER函数读取波长λ3在视场7处的Y方向坐标数据b73；
通过OPER函数读取波长λ4在视场7处的Y方向坐标数据b74；
通过OPER函数读取波长λ5在视场7处的Y方向坐标数据b75；
通过OPER函数读取波长λ6在视场7处的Y方向坐标数据b76；
通过OPER函数读取波长λ7在视场7处的Y方向坐标数据b77。
所述的视场1代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以-1得到的视场值；
所述的视场2代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以-0.7得到的视场值；
所述的视场3代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以-0.3得到的视场值；
所述的视场4代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以0得到的视场值；
所述的视场5代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以0.3得到的视场值；
所述的视场6代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以0.7得到的视场值；
所述的视场7代表成像光谱仪光学系统的二分之一的全视场值乘以1得到的视场值。
步骤S2，根据已获取的多个视场均对应的不同波长的坐标数据，计算出成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率。
所述的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的计算公式为：
在视场1处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R1为在视场1下的谱线弯曲值，其他参数已在上述进行解释说明；
在视场2处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R2为在视场2下的谱线弯曲值，其他参数已在上述进行解释说明；
在视场3处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R3为在视场3下的谱线弯曲值，其他参数已在上述进行解释说明；
在视场4处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R4为在视场4下的谱线弯曲值，其他参数已在上述进行解释说明；
在视场5处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R5为在视场5下的谱线弯曲值，其他参数已在上述进行解释说明；
在视场6处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R6为在视场6下的谱线弯曲值，其他参数已在上述进行解释说明；
在视场7处的谱线弯曲的曲率为：
式中，R7为在视场7下的谱线曲值，其他参数已在上述进行解释说明。
上述公式适用于分光元件为棱镜、光栅以及棱镜光栅组合型的成像光谱仪、光谱仪。
步骤S3，分别分析计算出的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否满足设定值，若不满足，则继续优化，并重复步骤S1～步骤S3，若满足，则结束优化，否则停止运行，具体如下：
令设定值为R0，分别判断谱线弯曲的曲率R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7是否均大于R0；
本实施方式所述的宏文件是基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑编辑出的，可以自行对初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率进行判断是否满足设定值，并可以自行执行运行逻辑，直至初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率满足设定值，则停止运行，该方法极大的提高了成像光谱仪光学系统的优化效率和精确度。
实施方式三、本实施方式是对实施方式所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法的进一步限定，所述的步骤S4中，所述的对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化，具体为：
调节初始化的成像光谱仪光学系统的参数。
本实施方式中，通过OPTRETURN命令（优化命令）将初始化的成像光谱仪光学系统的参数在保障谱线弯曲满足要求的情况下进行最优化，即在进行初始化的成像光谱仪光学系统的像差优化的同时，增加了对谱线弯曲的校正，从而像差的校正以及谱线弯曲的校正均满足要求。
所述的像差是实际成像与理想成像的偏差，理想情况下成像为一个圆斑，但是由于成像光谱仪光学系统的本身属性造成存在光斑不再是圆斑。
实施方式四、本实施方式是对实施方式一所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法的进一步限定，所述的设定值为：
最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的要求值。
本实施方式中，所述的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的要求值为小于20%的像素值。
本实施方式中，所述的设定值是设计者根据对最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的需求进行设计的，为了使谱线弯曲的曲率有效校正，设计者对最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率要控制在小于20%的像素值。
为了更好的说明本申请所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，通过以下实施例进行详细描述：
对于全视场值为8.2°，F数（光圈数）为3，焦距为49mm的成像光谱仪光学系统。如图2所示，在选择初始化的成像光谱仪光学系统后，对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化，此优化过程不采用本申请所述的宏文件进行优化，为了说明本申请的有效性，增加了对比数据，因此，本实施方式通过ABSO函数（绝对值函数）获得的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲值如表1所示，获得的最终的成像光谱仪光学系统的参数如表2所示。
表1
表2
作为对比实验，同样对于全视场值为8.2°，F数（光圈数）为3，焦距为49mm的成像光谱仪光学系统。如图3所示，在选择初始化的成像光谱仪光学系统后，对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化，此优化过程采用本申请所述的宏文件进行优化，同样地，为了增加了对比数据，本实施方式通过ABSO函数获得的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲值如表3所示，获得的最终的成像光谱仪光学系统的参数如表4所示。
表3
表4
对比表1和表3，也就是对比未使用宏文件辅助优化的初始化的成像光谱仪光学系统与使用宏文件辅助优化的初始化的成像光谱仪光学系统，所获得的谱线弯曲值。可以看出，未使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲值均比使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲值要大。例如，如表1所示，在视场为4.2°，波长为400nm下，获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲值为25μm，如表3所述，在视场为4.2°，波长为400nm下，获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲值为0μm，由此可知，表1中的谱线弯曲值比表3中的谱线弯曲值均大，谱线弯曲值越大则代表谱线弯曲也大，也就是说，使用本申请所述的宏文件能够有效的辅助优化成像光谱仪光学系统。
根据表3和表4画出未使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率与使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率对比图，如图4所示，O1代表未使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率图的圆心，O2代表使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率图的圆心， R1代表未使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率图的半径，R2代表使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率图的半径。谱线弯曲的曲率代表该谱线所隶属的圆的半径的值的大小，由图可知，R1小于R2，则未使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲的曲率半径更小，而隶属于O1的谱线弯曲越弯曲，则表述谱线弯曲越偏离直线，也就是说，未使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲偏离直线，导致其成像质量差。而反之，隶属于O2的谱线弯曲更小，也就是说，使用宏文件辅助优化获得的最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲更贴近直线，导致其成像质量好。
综上所述，编辑宏文件，辅助成像光谱仪光学系统进行谱线弯曲校正，最终的成像光谱仪光学系统的谱线弯曲控制在小于20%像素范围内。
有效地校正了成像光谱仪光学系统的谱线弯曲，可以提高成像质量，以及提高设计效率。
以上对本发明所提出的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，基于对成像光谱仪光学系统谱线弯曲的校正逻辑，获取宏文件的运行逻辑，并编辑出宏文件；
步骤S2，选择初始化的成像光谱仪光学系统后，调用出步骤S1中已编辑完成的宏文件；
步骤S3，宏文件分别获取初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否均满足设定值，若满足，则获得最终的成像光谱仪光学系统，若不满足，则执行步骤S4；
步骤S4，对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化后，重复步骤S3；
所述的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的计算公式为：
式中，Ri为在视场i下的谱线弯曲值，ai1为波长λ1在视场i处的X方向坐标数据，ai2为波长λ2在视场i处的X方向坐标数据，ai3为波长λ3在视场i处的X方向坐标数据，ai4为波长λ4在视场i处的X方向坐标数据，ai5为波长λ5在视场i处的X方向坐标数据，ai6为波长λ6在视场i处的X方向坐标数据，ai7为波长λ7在视场i处的X方向坐标数据，bi1为波长λ1在视场i处的Y方向坐标数据，bi2为波长λ2在视场i处的Y方向坐标数据，bi3为波长λ3在视场i处的Y方向坐标数据，bi4为波长λ4在视场i处的Y方向坐标数据，bi5为波长λ5在视场i处的Y方向坐标数据，bi6为波长λ6在视场i处的Y方向坐标数据，bi7为波长λ7在视场i处的Y方向坐标数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，其特征在于，所述的步骤S1中，所述的宏文件的运行逻辑，包括以下步骤：
步骤S101，在成像光谱仪光学系统中，分别获取多个视场均对应的不同波长的坐标数据；
步骤S102，根据步骤S101已获取的多个视场均对应的不同波长的坐标数据，分别计算出初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率；
步骤S103，根据步骤S102已计算出的初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率，分别判断初始化的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率是否满足设定值，若满足，则停止运行，若不满足，则重复步骤S101～步骤S103。
3.根据权利要求2所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，其特征在于，所述的坐标数据包括X视场坐标和Y视场坐标。
4.根据权利要求1所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，其特征在于，所述的步骤S4中，所述的对初始化的成像光谱仪光学系统进行优化，具体为：
调节初始化的成像光谱仪光学系统的参数。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，其特征在于，所述的设定值为：
最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的要求值。
6.根据权利要求5所述的一种基于宏文件的成像光谱仪光学系统谱线弯曲校正方法，其特征在于，所述的最终的成像光谱仪光学系统在多个视场下的谱线弯曲的曲率的要求值为小于20％的像素值。
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