JP2008527393A - 静的マルチモードマルチプレックス分光法のための静的2次元符号化アパーチャ - Google Patents
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Abstract
Description
1.機器のスペクトル分解能は、入力マスク上のフィーチャの幅Δxによって制限されなければならない。このため、このインコヒーレントパルス応答のサイズがΔxと比べて小さくなければならない。更に、パルス応答のサイズは、入力フィールドと出力フィールドにわたって著しく変動してはならない。
2.x方向とy方向のパルス応答が無相関でなければならない。このため、光学系が、入力フィールドと出力フィールドにわたり歪みが小さくなければならない。
3.入力強度プロファイルは、システムを通る伝搬の影響を受けてはならない(x方向の波長依存シフトを除く)。このため、システム内に、フィールドに依存する輝度変調(口径食)が存在してはならない。
mλ=σ(sinβ−sinα)
上記式において、mは回折次数、λは波長、σはグレーティング周波数に関連する定数、βは回折波の水平面の角度、αは水平面におけるグレーティングへの入射角である。この式の非線形性のため、異なるスペクトル推定を、再構築されたスペクトルの領域について、解像度とピーク高さを低下させることなく、所定のピクセル数によって単にシフトさせることができない。この非線形性を補正するために、ペンランプなどの較正用の発生源を用いて再構築されたデータセットも使用される。次に、各スペクトル推定について、スペクトルにおいて最も強いピークのピクセル位置のベクトルが作成される。次に、発生源スペクトルの行位置は固定であるため、各推定でピークの間隔を一定に保つために、必要なピクセル位置のベクトルが作成される。CCDの列と、これらの必要なピクセル位置からのそのずれとを相関させるために、多項式フィッティングが実行される。次に、補正された軸へのこの多項式フィッティングを使用して、再構築されたスペクトルが再度サンプリングされる。スペクトル推定を作成するために、スペクトルの位置合わせと合算が行われる。
リレー光学部品の設計
Claims (22)
- 静的マルチモードマルチプレックス分光器であって、
発生源放射が入射するものであり、透過要素と不透過要素がその各列が内積変換で独立とされた符号化行列として数学的に表現された伝達関数に従って配置されている、2次元直交列コードマスクと、
前記マスクを透過した発生源放射がそれに入射したときに前記マスクの像の波長依存空間シフトを生じさせるようにされており、前記符号化マスクと位置合わせされた分散素子と、
前記分散素子からの発生源放射が入射するようにされているとともに、行検出素子と列検出素子を有し、前記検出素子は、前記マスクの前記波長依存空間シフト像を光強度値に変換するようにされている、前記分散素子と位置合わせされた2次元検出アレイと、
前記発生源放射のスペクトル密度の数学的表現であるスペクトル行列を作成するために、前記値をデータ行列に記憶し、前記符号化行列を使用して前記データ行列の変換を実行する処理ユニットと、
を有する静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記符号化行列はアダマール行列である、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記符号化行列はS行列である、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記符号化行列は、ランダムシーケンス、擬似ランダムシーケンスおよび完全シーケンスのうちの1つを使用する略直交列からなる、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記符号化行列は、調和関数および部分波関数のうちの1つを有する連続的な直交関数族から形成される、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記符号化行列は連続的な直交関数族から形成される、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記分散素子は、グレーティング、ホログラフィックグレーティングおよびプリズムの1つ以上である、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記アレイは、2次元電荷結合素子、能動ピクセル光検出アレイ、マイクロボロメータアレイまたはフォトダイオードアレイである、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記処理ユニットは、コンピュータ、マイクロプロセッサおよび特定用途向け回路の1つ以上である、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記処理ユニットは、前記検出アレイへの前記スペクトルのスペクトル線湾曲および非線形分散を補正するために、デジタル補償法を使用するようになっている、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記システムは、前記平均スペクトル密度を得る代わりに、発生源放射スペクトル密度の1次元空間像を得ることにも使用可能とされている、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記発生源放射スペクトル密度の三次元像は、発生源を回転させる、前記静的マルチモードマルチプレックス分光器を回転させる、前記静的マルチモードマルチプレックス分光器への前記発生源のプレゼンテーションを回転させる、の1つ以上によって形成される、
請求項1に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 静的マルチモードマルチプレックス分光器であって、
発生源放射が入射するものであり、透過要素と不透過要素がその各列が内積変換で独立とされた符号化行列として数学的に表現された伝達関数に従って配置されている、2次元直交列コードマスクと、
前記マスクを透過した発生源放射がそれに入射したときに前記マスクの像の波長依存空間シフトを生じさせるようにされており、前記符号化マスクと位置合わせされた分散素子と、
前記発生源放射の不均一なスペクトル密度を少なくとも一方向に実質的に均一なスペクトル密度に変換するものとされているとともに、前記発生源放射と前記マスクとの間に配置された光学系と、
前記分散素子からの発生源放射が入射するようにされているとともに、行検出素子と列検出素子を有し、前記検出素子は、前記マスクの前記波長依存空間シフト像を光強度値に変換するようにされている、前記分散素子と位置合わせされた2次元検出アレイと、
前記発生源放射のスペクトル密度の数学的表現であるスペクトル行列を作成するために、前記値をデータ行列に記憶し、前記符号化行列を使用して前記データ行列の変換を実行する処理ユニットと、
を有する静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 空間的に不均一な発生源を空間的に均一な発生源に変換するために、前記発生源と前記マスクとの間にフーリエ変換レンズが配置されている、
請求項13に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記マスクの均一な照射のために、前記発生源と前記マスクとの間にピントグラス拡散体が配置されている、
請求項13に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記発生源と前記マスクとの間に配置されたマルチモードバンドルが、均一な照射を発生させるようになっている、
請求項13に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 静的マルチモードマルチプレックス分光器であって、
発生源放射が入射するものであり、透過要素と不透過要素がその各列が内積変換で独立とされた符号化行列として数学的に表現された伝達関数に従って配置されているとともに、特定の次数の離散的行列(アダマールまたはS行列)によって記述された符号化を実装するためにリソグラフィによってエッチングされた一連のアパーチャから構成されている、2次元直交列コードマスクと、
前記マスクを透過した発生源放射がそれに入射したときに前記マスクの像の波長依存空間シフトを生じさせるようにされており、前記符号化マスクと位置合わせされた分散素子と、
前記分散素子からの発生源放射が入射するようにされているとともに、行検出素子と列検出素子を有し、前記検出素子は、前記マスクの前記波長依存空間シフト像を光強度値に変換するようにされている、前記分散素子と位置合わせされた2次元検出アレイと、
前記発生源放射のスペクトル密度の数学的表現であるスペクトル行列を作成するために、前記値をデータ行列に記憶し、前記符号化行列を使用して前記データ行列の変換を実行する処理ユニットと、
を有する静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - アダマール行列の値−1を有する前記マスクは、行2倍化アダマール行列(各行が、互いに補数の2つの行で置換されている)によって実現されている、
請求項17に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記符号化マスクは、独立列コードの族によって定義されるグレースケールパターンを実装するために前記連続トーンマスクをハーフトーンマスクに変換することによって作製されたものである、
請求項17に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記マスクの透過要素および不透過要素は、前記分光器が、さまざまな変換、ならびに前記発生源放射の前記特性に理想的に一致できるようにするアパーチャサイズ範囲を提供でいるようにするために、電気的手段、光学的手段または機械的手段によって自動的に、または手動で再構成可能とされている、
請求項17に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記デジタル技術は、前記マスク上の前記発生源の異なる照射パターンに対応するために、前記アパーチャのうちの選択された部分のみを再構築する(これにより可変のアパーチャシステムとなる)ものとされている、
請求項19に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。 - 前記デジタル技術は、前記マスク上の前記発生源の異なる照射パターンに対応するために、前記アパーチャの選択された部分のみを再構築する(これにより可変のアパーチャシステムとなる)ものとされている、
請求項20に記載の静的マルチモードマルチプレックス分光器。
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