Многомерный оптический элемент (МОЭ) является ключевой частью многомерного оптического компьютера ; альтернативой традиционной спектрометрии для химического анализа материалов.
Полезно понять, как свет обрабатывается в многомерном оптическом компьютере по сравнению с тем, как он обрабатывается в спектрометре. Например, если мы изучаем состав порошковой смеси с использованием диффузного отражения, подходящий источник света направляется на порошковую смесь, и свет собирается, обычно с помощью линзы, после того, как он рассеялся от поверхности порошка. Свет, попадающий в спектрометр, сначала попадает на устройство (решетку или интерферометр ) , которое разделяет свет разных длин волн для измерения. Для оценки полного спектра смеси используется серия независимых измерений , и спектрометр производит измерение спектральной интенсивности на многих длинах волн. Затем к полученному спектру можно применить многомерную статистику .
Напротив, при использовании многомерных оптических вычислений свет, попадающий в прибор, попадает на многомерный оптический элемент, предназначенный для конкретного применения, который уникальным образом настроен на шаблон, который необходимо измерить с помощью многомерного анализа.
Эта система может давать тот же результат, что и многомерный анализ спектра. Таким образом, она может в целом давать ту же точность , что и спектроскопические системы лабораторного класса, но с высокой скоростью, присущей чистому пассивному оптическому компьютеру. Многомерный оптический компьютер использует оптические вычисления для реализации производительности полной спектроскопической системы с использованием традиционного многомерного анализа. Побочным преимуществом является то, что пропускная способность и эффективность системы выше, чем у обычных спектрометров, что увеличивает скорость анализа на порядки.
В то время как каждая химическая проблема представляет свои собственные уникальные проблемы и возможности, проектирование системы для конкретного анализа является сложным и требует сборки нескольких частей спектроскопической головоломки. Данные, необходимые для успешного проектирования, - это спектральные характеристики источников света, детекторов и различных оптических устройств, которые будут использоваться в окончательной сборке, дисперсионные характеристики материалов, используемых в интересующем диапазоне длин волн, и набор калиброванных спектров образцов для анализа на основе распознавания образов. Собрав эти части, можно создать подходящие для конкретного приложения многомерные оптические компьютерные конструкции, а также точно смоделировать и предсказать производительность.