本發(fā)明涉及對微小量的測量技術(shù)，具體地，涉及一種基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)方法。

背景技術(shù)：

在精密測量領(lǐng)域，弱測量技術(shù)主要分為兩類：弱值放大弱測量和聯(lián)合弱測量。其中，弱值放大弱測量技術(shù)提出的比較早，并且這種技術(shù)目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是不可避免的，這種技術(shù)也存在著一些缺陷，例如：

1、弱值放大弱測量利用弱耦合和后選擇技術(shù)，將本來很微小的參量適當(dāng)?shù)姆糯蟮揭粋€(gè)可觀測量的位置，從而間接的對微小量進(jìn)行測量，這種“放大”是以犧牲后選擇光子數(shù)而得到的，也就是說，當(dāng)后選擇角度與前選擇角度越接近垂直時(shí)，放大倍數(shù)就越大，但在探測器上接收到的光子數(shù)就越少，可以利用的信息量就越小。

2、在弱值放大弱測量中，放大倍數(shù)的計(jì)算依賴于后選擇角度，雖然后選擇角度可以事先已知，但是在實(shí)驗(yàn)中，一旦后選擇偏振片發(fā)生擾動，后選擇角度就會偏離真實(shí)值，那么，測量精度就會有偏差。

由以上的描述可知，弱值放大弱測量存在著一些難以克服的缺陷。近年來，有學(xué)者提出了基于聯(lián)合弱測量的參量估計(jì)方法。這種方法建立在弱值放大弱測量基礎(chǔ)之上，不同的是，聯(lián)合弱測量將后選擇之后的光分成兩路，并且同時(shí)測量所有的光子，這樣做就可以收集全部的光子信息，提高測量精度；另外，聯(lián)合弱測量利用最大似然估計(jì)的后處理算法得到偏移量，這種方法可以在未知后選擇參數(shù)的情況下同時(shí)估計(jì)出微小參量和后選擇參數(shù)，這樣，即便在實(shí)驗(yàn)條件下后選擇參數(shù)不穩(wěn)定，利用聯(lián)合弱測量的方法也不會影響參數(shù)估計(jì)的精度。因此，聯(lián)合弱測量可以有效的彌補(bǔ)弱值放大弱測量的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)系統(tǒng)，包括光學(xué)模塊、 數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊；其中，

-所述光學(xué)模塊用于對信號源發(fā)出的光進(jìn)行相應(yīng)處理，獲得該信號源對應(yīng)的透射光和反射光的光譜；

-所述數(shù)據(jù)采集模塊用于控制光學(xué)模塊，實(shí)現(xiàn)光譜信號的采集和存儲；

-所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對數(shù)據(jù)采集模塊采集到的光譜信號進(jìn)行分析和處理，獲得時(shí)間延遲的估計(jì)值。

優(yōu)選地，所述光學(xué)模塊包括：線偏振片、雙折射晶體、極化分束器、第一光譜儀以及第二光譜儀；

具體地，信號源發(fā)出的光依次經(jīng)過線偏振片、雙折射晶體、極化分束器后分化為透射光和反射光兩路，所述透射光和反射光分別被第一光譜儀和第二光譜儀接收；所述第一光譜儀和第二光譜儀將采集到的透射光和反射光分光譜信號傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行保存。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：基于labview的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：激活子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，

所述激活子系統(tǒng)用于激活第一光譜儀和第二光譜儀、得到相應(yīng)的光譜儀型號信息和內(nèi)部參數(shù)信息，保存在labview寄存器中，并將光譜儀發(fā)送的各個(gè)信息傳輸至數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于控制光譜儀采集數(shù)據(jù)的開始和停止，修改光譜儀內(nèi)部參數(shù)信息，并存儲光譜儀發(fā)送的光譜信號。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過嵌入的matlab程序?qū)?shù)據(jù)采集模塊儲存的光譜信號進(jìn)行處理得到時(shí)間延遲的估計(jì)值。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)方法，應(yīng)用上述任一項(xiàng)所述的基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)系統(tǒng)；包括如下步驟：

光譜信號采集步驟：對信號源發(fā)出的光進(jìn)行相應(yīng)處理，獲得該信號源對應(yīng)的透射光和反射光的光譜；

數(shù)據(jù)采集步驟：控制光譜信號采集的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)光譜信號的采集和存儲；

數(shù)據(jù)處理步驟：對數(shù)據(jù)采集步驟中采集到的光譜信號進(jìn)行分析和處理，獲得時(shí)間延遲的估計(jì)值。

優(yōu)選地，所述光譜信號采集步驟包括：

步驟a1：前選擇過程，具體為，令信號源發(fā)出的光經(jīng)過線偏振片后轉(zhuǎn)化為45°方向 的線偏振光，將所述線偏振光定義為偏振態(tài)，記為前選擇態(tài)，計(jì)算公式如下：

其中，表示前選擇態(tài)(下標(biāo)i表示初始化狀態(tài))，|h〉和|v〉分別表示水平極化態(tài)和垂直極化態(tài)；

步驟a2：弱耦合過程，具體為，令前選擇態(tài)偏振光經(jīng)過雙折射晶體(3)，由于雙折射晶體的雙折射效應(yīng)，水平分量相比于垂直分量有一個(gè)微小的時(shí)間延遲，該時(shí)間延遲記為τ；

步驟a3：后選擇過程，具體為，將帶有時(shí)間延遲的偏振光經(jīng)過極化分束器(4)，簡稱pbs，使入射光分成透射光和反射光兩路，則將所述透射光和反射光記為后選擇態(tài)，計(jì)算公式如下：

其中，和分別表示透射光和反射光的后選擇態(tài)(下標(biāo)f1和f2分別表示末態(tài)1和2)，φ表示pbs的極化角度，且所述pbs的極化角度滿足條件

步驟a4：聯(lián)合弱測量過程，具體為，令透射光和反射光分別被第一光譜儀(5)和第二光譜儀(6)接收，其中

接收透射光的光譜儀采集到的總光強(qiáng)為

接收反射光的光譜儀采集到的總光強(qiáng)為

且ω0＝∫p0(ω)ωdω；

式中：pf1和pf2分別表示透射光和反射光的總光強(qiáng)，ω表示光頻率，ω0表示在弱耦合之前光的初始平均頻率，p0(ω)表示初始光頻譜分布函數(shù)，τ表示待測時(shí)延值。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集步驟包括：

步驟b1：在labview平臺下開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對光譜儀的控制；

步驟b2：通過調(diào)用動態(tài)鏈接庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)labview與光譜儀之間的通信。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理步驟包括：采用最大似然估計(jì)方法得到時(shí)間延遲τ的估計(jì)值；具體地，計(jì)算公式如下：

式中：τjw表示時(shí)間延遲τ的估計(jì)值(下標(biāo)jw表示聯(lián)合弱測量)，pf1和pf2分別表示透射光和反射光的總光強(qiáng)(下標(biāo)f1和f2分別表示末態(tài)1和2)，〈ω〉1和〈ω〉2分別表示透射光和反射光的平均頻率，δω表示初始光的頻寬。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明采用聯(lián)合弱測量方法實(shí)現(xiàn)參量估計(jì)，通過對輸出端兩路光同時(shí)采集，可以有效的獲得更多的后選擇光子信息。

2、本發(fā)明采用最大似然估計(jì)算法估計(jì)時(shí)間延遲，最大似然方法具有無偏性和有效性的特點(diǎn)，可以使參量估計(jì)更加精確。

3、利用最大似然估計(jì)方法可以在不知道后選擇參數(shù)的情況下同時(shí)估計(jì)出微小的量以及后選擇參數(shù)，降低了由后選擇擾動帶來的誤差。

4、在數(shù)據(jù)采集方面，本發(fā)明可以同時(shí)控制兩個(gè)光譜儀的數(shù)據(jù)采集并自動完成數(shù)據(jù)處理過程，簡化數(shù)據(jù)采集過程中的操作步驟，提高了數(shù)據(jù)處理效率。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明中基于聯(lián)合弱測量的時(shí)間延遲結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中數(shù)據(jù)采集框架圖。

圖中：

1為信號源；

2為線偏振片；

3為雙折射晶體；

4為極化分束器；

5為第一光譜儀；

6為第二光譜儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供的基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)方法，采用聯(lián)合弱測量技術(shù)和最大似然估計(jì)算法獲得未知參量。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的基于聯(lián)合弱測量技術(shù)的時(shí)間延遲估計(jì)系統(tǒng)，包括：光學(xué)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；其中，所述光學(xué)模塊用于對信號源發(fā)出的光進(jìn)行相應(yīng)處理，獲得該信號源對應(yīng)的透射光和反射光的光譜；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于控制光學(xué)模塊，實(shí)現(xiàn)光譜信號的采集并保存；所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對數(shù)據(jù)采集模塊采集到的光譜信號進(jìn)行分析和處理，獲得時(shí)間延遲的估計(jì)值。

本發(fā)明采用聯(lián)合弱測量技術(shù)和基于最大似然估計(jì)算法的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以有效的提高參數(shù)估計(jì)精度。

所述光學(xué)模塊用于產(chǎn)生時(shí)間延遲的具體過程如下：

如圖1所示，激光源為led光源，中心波長在780nm，線寬δλ＝17.6nm。經(jīng)過起偏器后變成線偏振光，起偏器通常為格蘭泰勒棱鏡，作用是制備前選擇態(tài)。當(dāng)光束經(jīng)過前選擇后，入射到一個(gè)主軸垂直于水平面的雙折射晶體中，當(dāng)這個(gè)雙折射晶體以光軸為軸向，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度θ時(shí)，前選擇光水平極化分量和垂直極化分量之間會有一個(gè)非常微弱的時(shí)間延遲，可以表示為

其中，ne，no和n分別為e光、o光和平均折射率，c為光速，λ為入射光頻率。

上式建立了時(shí)間延遲τ和傾斜角度θ的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中控制雙折射晶體的傾斜角度就可以得到不同的時(shí)間延遲。

后選擇為一個(gè)極化偏振片(pbs)，光經(jīng)過偏振片后分成兩路，分別被兩個(gè)光譜儀接收。pbs的旋轉(zhuǎn)角度由φ來表示，在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)時(shí)，兩個(gè)光譜儀接收到的光強(qiáng)接近相等，此時(shí)對兩個(gè)光譜儀同時(shí)測量稱為聯(lián)合弱測量。

在實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)的初始態(tài)為

其中，為前選擇態(tài)，|h〉和|v〉分別為水平極化和垂直極化態(tài)；經(jīng)過后選擇后，兩個(gè)方向的后選擇態(tài)分別為

其中，和分別為透射光和反射光的后選擇態(tài)，φ為pbs的極化角度。經(jīng)過后選擇后，兩路光的弱值分別為aw1、aw2，計(jì)算公式如下：

后選擇概率為

其中，ω0＝∫p0(ω)ωdω表示在弱耦合之前，光的初始平均頻率。pf1和pf2可以通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)，且pf1＝∫q1(ω)dω，pf2＝∫q2(ω)dω，q1(ω)和q2(ω)分別為光子到達(dá)第一光譜儀和第二光譜儀后，兩路光的頻譜分布。

所述數(shù)據(jù)處理模塊通過最大似然估計(jì)方法得到參數(shù)的估計(jì)值，具體過程如下：

步驟1：建立聯(lián)合弱測量中最大似然估計(jì)的數(shù)學(xué)模型。

設(shè)定初始系統(tǒng)態(tài)為測量設(shè)備的態(tài)為|φ〉，其中|φ〉＝∫dpφ(p)|p〉，式中p為連續(xù)變量，φ(p)為波函數(shù)。那么，初始態(tài)可以表示為測量設(shè)備和測量系統(tǒng)之間的張量積的形式；

式中：|ψ〉表示初始系統(tǒng)和測量設(shè)備的聯(lián)合量子狀態(tài)，表示張量積運(yùn)算；

系統(tǒng)態(tài)和測量設(shè)備之間的弱耦合可以表示為

其中，表示測量系統(tǒng)的本征值1或-1，表示測量設(shè)備，g表示耦合強(qiáng)度；在經(jīng)過弱耦合之后，初始態(tài)演化結(jié)果用|ψ′〉表示，具體演化公式如下：

后選擇為兩個(gè)正交態(tài)，和測量設(shè)備的態(tài)演化為

式中：〈·|·〉表示直積運(yùn)算；其中，j＝1,2，且為弱值。經(jīng)過后選擇后，測量設(shè)備的概率分布pj(p)的計(jì)算公式如下：

式中：〈p|φj〉表示p本征態(tài)與第j個(gè)測量設(shè)備態(tài)的直積運(yùn)算；表示第j個(gè)系統(tǒng)末態(tài)，p0(p)表示光的初始概率分布；

且ζj(p,g)滿足

ζj(p,g)＝cos²(gp)+sin²(gp)|awj|²+sin2(gp)imawj

步驟2：使用最大似然函數(shù)方法實(shí)現(xiàn)對g的無偏估計(jì)；

首先構(gòu)建似然函數(shù)的估計(jì)子

l(g)＝∑j∫dpqj(p)logpj(p)

其中，qj(p)(j＝1,2)為通過實(shí)驗(yàn)測得的概率密度分布，當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)增多時(shí)qj(p)的分布接近pj(p)。

通過對似然函數(shù)求導(dǎo)數(shù)，我們可以得到參數(shù)g的估計(jì)

當(dāng)g特別小時(shí)，并且滿足|awj|gp＜＜1時(shí)，上式可以簡化為

上式在條件|awj|gp＜＜1下可以進(jìn)一步簡化成一元四次等式的形式

ag⁴+bg³+cg²+dg+e＝0

通過計(jì)算可得常數(shù)a、b、c、d、e的值；計(jì)算公式如下：

a＝∑j∫dpqj(p)p⁵[²(|awj|²-1)imawj]

b＝σj∫dpqj(p)p⁴[4(imawj)²-(|awj|²-1)²]

c＝∑j∫dpqj(p)p³[imawj(1-3|awj|²)]

d＝σj∫dpqj(p)p²[|imawj|²-1-2imawj]

e＝σj∫dpqj(p)pimawj

由于g非常小，可以得到一階近似解為

其中，〈p〉j＝∫dpqj(p)p，〈p²〉j＝∫dpqj(p)p²。

步驟3：根據(jù)光學(xué)模塊中的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)參數(shù)代入得到具體的參數(shù)估計(jì)等式；在本發(fā)明中，步驟2中所述的測量設(shè)備p和耦合強(qiáng)度g的具體含義分別為頻率ω和時(shí)間延遲τ。因此將步驟1所求的aw1和aw2代入步驟2中g(shù)est的一階近似表達(dá)式，并將g替換為τ，p替換為ω可得時(shí)間延遲τest為

步驟4：通過聯(lián)合弱測量的方法估計(jì)τ值；

在聯(lián)合弱測量理論中，兩個(gè)光譜儀接收到的光子數(shù)接近相等，因此需要兩個(gè)輸出口的后選擇概率分別為

因此我們可以得到基于聯(lián)合弱測量的τ的估計(jì)值為

在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)我們知道接收端的頻譜分布函數(shù)，就可以通過時(shí)間延遲估計(jì)算法來估計(jì)出當(dāng)光經(jīng)過雙折射晶體后水平分量和垂直分量之間的時(shí)間延遲τ值。

所述數(shù)據(jù)采集模塊的具體過程如下：

整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完全針對基于聯(lián)合弱測量的物理系統(tǒng)而設(shè)計(jì),其系統(tǒng)框圖如圖2所示。這套基于labview的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)勢就在于，系統(tǒng)能夠同時(shí)采集兩個(gè)光譜儀中的數(shù)據(jù)，并且通過在labview中嵌入一段matlab代碼，系統(tǒng)可以自動的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并且可以在前面板上實(shí)時(shí)的顯示數(shù)據(jù)。

在這套系統(tǒng)中，能夠與硬件設(shè)備通信是關(guān)鍵。這里實(shí)現(xiàn)的方法是利用系統(tǒng)封裝好的動態(tài)鏈接庫文件(.dll)，在labview中依次調(diào)用所需要的動態(tài)鏈接庫函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的控制。

整個(gè)系統(tǒng)的框架分成兩個(gè)子系統(tǒng)，即激活子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。所述激活子系統(tǒng)具體為，激活光譜儀、得到光譜儀型號信息和內(nèi)部參數(shù)信息并保存在labview寄存器中，返回光譜儀參數(shù)給數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能具體為，控制光譜儀采集數(shù)據(jù)的開始和停止，修改光譜儀內(nèi)部參數(shù)信息，得到光譜數(shù)據(jù)并存儲，嵌入matlab程序?qū)蓚€(gè)光譜儀中采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到時(shí)間延遲τ的估計(jì)值。

下面將詳細(xì)的介紹這兩個(gè)子系統(tǒng)。

在激活子系統(tǒng)中，具體的步驟為，首先要對光譜儀進(jìn)行初始化，這樣做的目的是判斷有無光譜儀的存在，如果有，一共有幾個(gè)光譜儀。當(dāng)判斷為有光譜儀存在時(shí)，系統(tǒng)就會自動的調(diào)用下一個(gè)函數(shù)來得到光譜儀的型號信息，接著要對光譜儀的內(nèi)部參數(shù)信息進(jìn)行提取，并且將這些信息存儲到labview寄存器中以便以后調(diào)用。最后要激活光譜儀，使光譜儀處于待操作狀態(tài)，并且將光譜儀中的信息返回到數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中。

總體上講，激活子系統(tǒng)進(jìn)行的操作依次為初始化、得到光譜儀型號信息、得到光譜儀內(nèi)部參數(shù)信息、激活光譜儀和返回測量參數(shù)。

激活子系統(tǒng)前面板顯示圖的顯示框分為兩列，左面一列顯示的光譜儀的型號信息，右面一列顯示的是光譜儀當(dāng)前所處的狀態(tài)(激活與未激活)。

當(dāng)所有光譜儀都成功被激活之后，激活子系統(tǒng)將會把光譜儀內(nèi)部參數(shù)傳遞給數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，進(jìn)而，激活子系統(tǒng)關(guān)閉，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)開始運(yùn)行。

在數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中又分為三大功能，分別是控制采集的開始和停止、光譜儀參數(shù)的修改以及顯示功能。

首先是控制采集的開始和停止，由于物理系統(tǒng)需要同時(shí)采集兩個(gè)光譜儀中的數(shù)據(jù)，所以在labview中，同時(shí)設(shè)計(jì)兩個(gè)完全相同的程序模塊分別控制兩個(gè)光譜儀采集數(shù)據(jù)，開始功能鍵設(shè)計(jì)在兩個(gè)程序模塊之前，目的是控制兩個(gè)光譜儀開始采集數(shù)據(jù)。當(dāng)在前面板上點(diǎn)擊開始鍵時(shí)，系統(tǒng)將會同時(shí)開始采集兩個(gè)光譜儀中的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在寄存器中，當(dāng)所有需要采集的數(shù)據(jù)都采集完畢后，將會調(diào)用matlab函數(shù)得到最終結(jié)果，并在前面板上顯示。由于實(shí)驗(yàn)需要時(shí)時(shí)監(jiān)控物理系統(tǒng)中的時(shí)間延遲，所以在labview中必須要時(shí)時(shí)的顯示數(shù)據(jù)，這個(gè)功能通過循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)，即，當(dāng)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并計(jì)算結(jié)果之后自動重復(fù)相同的步驟，達(dá)到時(shí)時(shí)顯示測量值的目的。停止鍵的目的是使整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)停止運(yùn)行，這個(gè)功能通過每次循環(huán)之后做判斷來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)每次在采集完數(shù)據(jù)之后，系統(tǒng)將會判斷有無按下停止功能鍵，當(dāng)在前面板上點(diǎn)擊停止鍵時(shí)，系統(tǒng)將會停止采集數(shù)據(jù)，若沒有點(diǎn)擊停止鍵，系統(tǒng)將會循環(huán)，自動采集下一組數(shù)據(jù)。

其次是光譜儀參數(shù)的修改，在實(shí)驗(yàn)中由于測量的需要可能會修改一些光譜儀的內(nèi)部參數(shù)，經(jīng)常修改的參數(shù)主要有兩個(gè)：積分時(shí)間和采樣次數(shù)。積分時(shí)間為光譜儀每一次接收光子的總時(shí)間(也稱曝光時(shí)間)，當(dāng)積分時(shí)間越長，得到的光子數(shù)就越多，光譜中各個(gè)分量的光強(qiáng)就越大。積分時(shí)間的單位為ms，光譜儀最小的積分時(shí)間由光譜儀的型號決定。采樣次數(shù)記錄總共曝光的次數(shù)。實(shí)驗(yàn)中，在記錄每次測量的光譜儀的數(shù)據(jù)時(shí)都是通過多次曝光后求平均的結(jié)果。當(dāng)采樣次數(shù)越多時(shí)，光譜曲線越光滑，數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確，但同時(shí)每一次測量時(shí)間就會越長。在實(shí)驗(yàn)中通常取20次采樣次數(shù)。在labview系統(tǒng)中，參數(shù)的修改在數(shù)據(jù)采集開始之前，當(dāng)點(diǎn)擊開始按鍵后，系統(tǒng)將會自動按照新修改的光譜儀參數(shù)信息來執(zhí)行數(shù)據(jù)采集，若要再次修改參數(shù)，則需要停止采集數(shù)據(jù)再進(jìn)行修改。

最后是顯示功能，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的顯示功能包括：開始按鍵和停止按鍵；上方右邊顯示的最終結(jié)果，即時(shí)間延遲的估計(jì)值；左下方的白框內(nèi)是參數(shù)修改區(qū)域，前兩行分別為光譜儀掃描起、止的波長，第三行為積分時(shí)間，第四行為積分延遲，一般為0，當(dāng)不為0時(shí)則表示光譜儀在每次采集數(shù)據(jù)時(shí)需要等待一段時(shí)間再采集，第五行為一次測量請求，光譜儀的測量光譜的次數(shù)，一般設(shè)為1，即一次請求得到一組光譜信息，第六行為溢出檢測，為0則不進(jìn)行檢測，為1則進(jìn)行檢測。最后一行為采樣次數(shù)，即總共曝光的次數(shù)；右下方的白框內(nèi)是參數(shù)顯示區(qū)域，第一行為從開始總共進(jìn)行的時(shí)間，第二行和第三行分別為采樣次數(shù)和采樣失敗的次數(shù)，第四行為平均采樣時(shí)間，最后一行為最后一次采樣的時(shí)間。

當(dāng)兩個(gè)光譜儀被成功激活之后，激活子系統(tǒng)自動關(guān)閉，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)開始運(yùn)行， 系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)采集前面板，這時(shí)，首先將參數(shù)修改在左下方白色區(qū)域內(nèi)，然后點(diǎn)擊開始鍵，系統(tǒng)將會自動測量并計(jì)算最終結(jié)果顯示在右上方，同時(shí)系統(tǒng)的一些時(shí)時(shí)采集參數(shù)將會顯示在右下方，當(dāng)結(jié)束采集時(shí)，按下停止鍵，系統(tǒng)自動停止運(yùn)行。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，除了以純計(jì)算機(jī)可讀程序代碼方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的系統(tǒng)及其各個(gè)裝置以外，完全可以通過將方法步驟進(jìn)行邏輯編程來使得本發(fā)明提供的系統(tǒng)及其各個(gè)裝置以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程邏輯控制器以及嵌入式微控制器等的形式來實(shí)現(xiàn)相同功能。所以，本發(fā)明提供的系統(tǒng)及其各項(xiàng)裝置可以被認(rèn)為是一種硬件部件，而對其內(nèi)包括的用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)；也可以將用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置視為既可以是實(shí)現(xiàn)方法的軟件模塊又可以是硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。