ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЕ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ

1. Способ для измерения одной или более зависимых переменных падающего излучения в пределах интервалов независимой переменной, содержащий этапы, на которых:
- собирают падающее излучение, которое должно измеряться;
- направляют более половины падающего излучения в каждом интервале в один из по меньшей мере двух различающихся трактов с помощью пространственного модулятора или временного модулятора, причем упомянутый модулятор подвергается последовательности конфигураций таким образом, что каждый элемент последовательности направляет различную комбинацию падающего излучения в пределах интервалов в каждый тракт;
- при этом сумма интенсивности излучения для всех различающихся трактов составляет, по меньшей мере, 60% от полного падающего излучения;
- измеряют полную интенсивность излучения в каждом тракте с помощью детектора для каждой конфигурации модулятора, чтобы предоставлять множество выводов детектора;
- статистически анализируют выводы детектора, чтобы получать информацию, связанную с зависимыми переменными излучения, которое должно измеряться.
2. Способ по п. 1, в котором упомянутый модулятор циклически проходит через последовательность M конфигураций, причем в каждой конфигурации разделяет падающее излучение на N частей согласно позиции и/или времени, когда излучение падает на модулятор, и направляет большинство каждой части падающего излучения в одни из P различающихся трактов; при этом P больше или равно двум и меньше N, и при этом M больше или равно N, и последовательность конфигураций модулятора включает в себя по меньшей мере две конфигурации, для которых большинство каждой части направляется в различные тракты.
3. Способ по п. 1, в котором излучение пространственно отделяется посредством исходного местоположения, длины волны, фазы или поляризации и направляется в N>2 различных областей, которые должны характеризоваться в измеряемой поверхности, и при этом модулятор представляет собой пространственный модулятор, размещенный на упомянутой измеряемой поверхности.
4. Способ по п. 1, в котором излучение временно отделяется с использованием модулятора-логического вентиля.
5. Способ по п. 4, в котором излучение временно разделяется на N>2 частей с использованием модулятора-логического вентиля, который модулируется согласно упомянутой последовательности.
T
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором последовательность конфигураций модулятора выбирается таким образом, что матричное представление Z последовательности конфигураций имеет такое свойство, что ZZ является несингулярной; при этом Z имеет MP строк и N столбцов, и при этом каждая строка Z представляет измерение в одном детекторе, и каждый столбец Z представляет один диапазон независимого параметра, и элементы Z представляют долю потока частиц из каждого диапазона для упомянутой строки.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором излучение пространственно отделяется посредством независимого свойства, выбранного из набора исходного местоположения, длины волны, фазы или поляризации, и направляется в N>2 различных областей, которые должны характеризоваться в измеряемой поверхности, и при этом модулятор представляет собой пространственный модулятор, размещенный на упомянутой измеряемой поверхности.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором излучение пространственно отделяется посредством независимого свойства, причем независимое свойство представляет собой время, и излучение временно отделяется с использованием модулятора-логического вентиля.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором число различных конфигураций модулятора больше или равно числу разделений независимого свойства.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором последовательность конфигураций модулятора включает в себя по меньшей мере две конфигурации для каждого разделения, при этом большинство излучения в этом разделении направляется в различные тракты.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый тракт имеет множество детекторов, и при этом каждый детектор измеряет излучение, перемещающееся вдоль тракта в различном энергетическом диапазоне.
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый детектор измеряет излучение из различной области источника.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором излучение, которое должно измеряться, исходит из одного из следующего: дисперсионный спектрометр; спектрометр на основе преобразования Фурье; видеоспектрометр; интерференционный рисунок; дифрактометр; из рамановского рассеяния; гранулярное ядро, времяпролетный масс-спектрометр, затухание люминесценции, проточная ячейка для измерения потока текучей среды, свет, отражаемый от частиц при анализе, интерференционный рисунок, сформированный посредством излучения, отражаемого от вибрирующего запитанного твердого материала, и излучения, отражаемого от опорной поверхности.
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пространственный модулятор представляет собой одно из следующего: преломляющий, отражательный, дифракционный.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором детектор на каждом тракте формирует аналоговое напряжение, и это аналоговое напряжение имеет базовый уровень напряжения, вычитаемый до преобразования в цифровую форму.
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором излучение состоит из частиц, выбранных из списка фотонов, электронов, позитронов, субатомных частиц, протонов, нейтронов, ионов, атомов или молекул.
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сумма интенсивности излучения, измеренной для всех различающихся направлений, составляет, по меньшей мере, 90% от полной интенсивности излучения, падающего на измеряемую поверхность.
18. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сумма интенсивности излучения, измеренной для всех различающихся направлений, составляет по существу 100% от полной интенсивности излучения, падающего на измеряемую поверхность.
19. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором модулятор направляет излучение, по меньшей мере, в трех направлениях.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором модулятор формирует циклические перестановки базовой маски, по меньшей мере, с двумя различающимися областями.
21. Способ по п. 20, в котором модулятор заставляет каждую область базовой маски направлять практически все излучение, падающее на эту область, в различающемся направлении.
22. Способ по п. 19, в котором, по меньшей мере, одна область базовой маски модулятора направляет часть излучения, падающего на эту область, в первом направлении, и, по меньшей мере, часть излучения, падающего на эту область, в другом различающемся направлении.
23. Способ по любому из пп. 20-22, в котором, по меньшей мере, одна область модулятора перемещается в пространстве или вращается во время измерения таким образом, что, по меньшей мере, часть области базовой маски модулятора проходит, по меньшей мере, через две области измерений.
24. Способ по любому из пп. 20-23, в котором доля излучения, направленного в каждом различающемся направлении для каждой области измерений, вычисляется как взвешенная по времени геометрическая доля, в которой область маски направляет излучение в этом направлении.
25. Способ по любому из пп. 20-24, в котором базовая маска представляет собой маску Адамара или псевдослучайную маску.
26. Способ по любому из пп. 20-25, в котором модулятор формирует циклическую перестановку базовой маски, и, по меньшей мере, часть характеристик маски определяется посредством движения маски в течение периода измерений.
27. Способ по любому из пп. 20-26, в котором, по меньшей мере, один элемент модулятора имеет по меньшей мере две различных конфигурации.
28. Способ по любому из пп. 20-27, в котором модулятор содержит динамические маски Теплица, и разрешение варьируется посредством изменения частоты дискретизации.
29. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый вывод детектора нормализуется к сумме выводов детектора.
30. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором свойства излучения, которое должно измеряться, получаются посредством многовариантного анализа по методу наименьших квадратов.
31. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором информация в излучении, которое должно измеряться, получается посредством многовариантного статистического анализа необработанных выводов детектора или нормализованных выводов детектора.
32. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором информация в излучении, которое должно измеряться, получается посредством корреляционного анализа необработанных выводов детектора или нормализованных выводов детектора.
33. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором рисунок излучения с N областей анализируется посредством статистического анализа для того, чтобы находить меньшее число m латентных переменных в спектре; проводить m измерений и использовать статистический анализ для того, чтобы логически выводить значение каждой латентной переменной.
34. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором полная интенсивность излучения, суммированного по всем детекторам, варьируется по меньшей мере для некоторых конфигураций пространственного модулятора; и в каждой конфигурации модулятора, необработанное значение интенсивности формируется в каждом детекторе; при этом полная интенсивность для конфигурации модулятора составляет C=SUM (интенсивности di детектора), причем вектор данных загружается со значениями di'=di/C таким образом, что эта нормализация компенсирует изменения интенсивности.
35. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором полосовой фильтр ограничивает диапазон длин волн, распространяющихся через систему обнаружения, чтобы устанавливать граничные условия для системы анализа.
36. Способ по п. 34, в котором полосовой фильтр используется для того, чтобы оптимизировать чувствительность измерительного прибора для обнаружения конкретного аналита посредством взвешивания доли различных полос спектра пропорционально значимости этой полосы частот.
37. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором интенсивность излучения варьируется для каждой из множества выборок, в каждой временной выборке, необработанное значение интенсивности формируется в первом детекторе A и во втором детекторе B, при этом полная интенсивность на временном шаге составляет C=A+B, причем вектор данных загружается со значениями a'=A/C и b'=B/C таким образом, что эта нормализация компенсирует изменения интенсивности.
38. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя этапы, на которых разделяют падающее излучение на N пакетов, причем каждый пакет содержит излучение с различным значением первого свойства; отделяют упомянутые пакеты излучения временно или пространственно с использованием временного или пространственного модулятора и варьируют модулятор с использованием последовательности модуляции, чтобы направлять, по меньшей мере, N различных комбинаций пакетов падающего излучения, по меньшей мере, в два различающихся тракта; включающий в себя этапы, на которых оценивают взвешенную по времени доли каждой полосы частот в полной интенсивности, принимаемой посредством каждого детектора в каждом измерении, и задают коэффициенты Z-матрицы таким образом, чтобы явно моделировать взвешенные по времени доли.
39. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пространственный модулятор и ассоциированная оптика и детекторы находятся в относительном движении относительно источника излучения, которое должно измеряться, и относительное движение формирует требуемую модуляцию.