[发明专利]一种基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器

权利要求书

1.一种基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，包括依次设置的钙钛矿滤光片阵列、感光相机和上位机，所述上位机包括光谱计算重构模块；

待测光谱入射至钙钛矿滤光片阵列，经钙钛矿滤光片阵列选择性吸收后，直射至感光相机；感光相机将待测光谱的透射光信号转化为电信号，输出灰度图像；上位机获取并处理灰度图像，通过光谱计算重构模块进行待测光谱的光谱重建，得到重建结果。

2.根据权利要求1所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述钙钛矿滤光片阵列包括n个阵列排布的基于Cs_0.1MA_0.9Pb(Cl_xBr_yI_1-x-y)₃钙钛矿材料薄膜的滤光片单元，通过设计不同配比的Cs_0.1MA_0.9Pb(Cl_xBr_yI_1-x-y)₃钙钛矿材料薄膜，获得具有不同光吸收度的滤光片单元，使钙钛矿滤光片阵列的光谱探测范围包含待测光谱范围；其中，0≤x，y≤1，且x+y≤1，n为正整数。

3.根据权利要求2所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述计算重构型光谱探测器的最大探测波段为398～775nm，吸收带边能量范围为1.6～3.11eV。

4.根据权利要求2所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述滤光片单元的尺寸至少覆盖感光相机的3×3个像素点范围。

5.根据权利要求1所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述感光相机包括保护玻璃、感光元件和控制与供电电路；其中，所述保护玻璃固定在钙钛矿滤光片阵列背面，用于保护感光元件；所述感光元件用于将待测光谱的透射光信号转化为电信号；所述控制与供电电路用于控制感光元件的通断及数据传输，将感光元件获得的电信号灰度值化，获得并输出灰度图像。

6.根据权利要求1所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述上位机的功能包括：开启感光相机，关闭感光相机，向感光相机发送配置参数命令，获取感光相机输出的灰度图像，计算灰度图像中与各滤光片单元对应区域的平均灰度值，基于各区域的平均灰度值构建系统响应结果向量，构建系统响应矩阵，以及利用光谱计算重构模块进行待测光谱的光谱重建。

7.根据权利要求6所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述系统响应矩阵的构建过程为：根据钙钛矿滤光片阵列中各滤光片单元的吸收度，构建钙钛矿滤光片阵列的吸收度矩阵，转换为对应的透射率矩阵，再根据感光相机的数据手册获取量子效率，将透射率矩阵与量子效率相乘，得到系统响应矩阵。

8.根据权利要求1所述基于钙钛矿可调滤光片阵列的计算重构型光谱探测器，其特征在于，所述光谱计算重构模块基于系统响应矩阵和系统响应结果向量，采用基于非负Tikhonov正则化约束的最小二乘法进行待测光谱的光谱重建。