[發明專利]真空紫外波段成像系統的平場定標裝置及平場定標方法

有效

• 申請號: 201210536501.2
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103033338A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 何玲平;陳波;王曉光
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種適用于真空紫外波段成像系統的平場定標裝置及定標方法。

背景技術

隨著技術發展的日益成熟，成像系統在國民經濟、國防、科學研究等各方面有著廣泛的應用。由于成像系統的像接收器（如CCD）不同響應單元之間轉換效率不一致，以及光學結構漸暈特性等原因的影響，同一強度的目標在成像系統像面上不同位置成像時灰度響應輸出并不相同，即存在響應非均勻性。無論是地基還是空間光學成像儀器，在投入使用前都要進行平場定標，并用定標數據校正圖像存在的響應非線性。

當前，廣泛使用積分球光源對成像系統進行平場定標；在積分球上安裝照明燈，光經內部漫反射涂料多次漫反射后，由表面開口出射亮度均勻、發散度好的光束。成像系統在積分球開口處對光束離焦成像，得到全視場響應圖像，該圖像中的不同響應單元的灰度數據的比值即代表像面不同位置的響應相對值，利用該定標得到的響應相對值圖像矩陣，可以對成像系統進行平場校正。

目前由于材料、工藝及技術的限制，無法采用上述常用積分球光源系統定標方法對真空紫外成像系統進行平場定標，主要存在以下困難：一、該波段沒有能夠使用的涂料作為積分球內壁漫反射涂層；二、該波段光源體積較大，不能作為積分球照明燈用；三、該波段成像儀器一般都是單色或窄帶波長成像，平場定標時需要對光束進行光譜分光；四、該波段成像儀器必須在真空條件下進行平場定標。因此真空紫外波段成像系統的平場定標工作是一個尚未解決的問題。

發明內容

本發明為解決現有由于材料、工藝及技術的限制，無法實現對真空紫外成像系統進行平場定標的標問題，提供一種真空紫外波段成像系統的平場定標方法。

真空紫外波段成像系統的平場定標裝置，該裝置包括真空罐、真空紫外單色儀、四維運動平臺、準直反射鏡和待定標成像系統，所述真空紫外單色儀包括入射狹縫、光柵室、出射狹縫和針孔；所述四維運動平臺、準直反射鏡和待定標成像系統設置在真空罐內，所述待定標成像系統固定在四維運動平臺上，真空紫外空心陰極光源光束經真空紫外單色儀的入射狹縫進入光柵室分光，出射狹縫處設置針孔，分光后的光束依次經出射狹縫和針孔后經準直反射鏡變為平行光束；所述平行光束在待定標成像系統上成像。

真空紫外波段成像系統的平場定標方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、調整真空紫外單色儀掃描波長至成像系統的工作波段；真空紫外空心陰極光源的光束由入射狹縫進入光柵室分光后，經出射狹縫出射單色光；單色光依次經針孔和準直反射鏡后變為平行的準直光束；

步驟二、調整四維運動平臺，使待定標成像系統的入瞳中心與準直反射鏡出射的準直光束的中心重合；

步驟三、確定待定標成像系統對像面響應相對值的采樣密度及視場掃描的角度步長，調整四維運動平臺的方位轉動軸和俯仰轉動軸，使針孔成像在待定標成像系統像面的不同位置；獲得多幅小孔圖像；

步驟四、提取每幅小孔圖像中針孔像的位置及灰度，生成針孔像的合成圖像，計算合成圖像中像面上不同位置的像元灰度相對于像面中心的像元灰度的響應相對值；然后通過插值方式獲得像面上未采樣位置的像元灰度相對于像面中心的像元灰度的響應相對值，最終獲得整個像面的響應相對值圖像矩陣，實現真空紫外波段成像系統的平場定標。

本發明的工作原理：本發明通過同一針孔成像在像面不同位置完成對成像系統像面響應相對值的采樣，得到平場定標數據。該方法采用真空紫外空心陰極光源及真空紫外單色儀獲取目標波長定標光束；通過準直反射鏡將單色儀后方針孔模擬成無限遠成像目標；真空罐內運動平臺旋轉使得帶定標成像系統以不同的視場角接受平行光，使針孔成像在像面上不同位置；以插值方式得到視場掃描所未覆蓋像面上的位置得灰度響應；以視場中心灰度響應為標準，計算不同位置的相對響應值，得到平場定標結果。該定標方法有效解決了目前真空紫外波段成像系統的平場定標問題。

本發明的有益效果：本發明所述的方法不需要使用積分球，在現有的技術條件下能有效完成真空紫外成像儀器的平場定標，有別于積分球一次離焦成像完成全視場定標的方法，本發明提出的定標方法的核心思想是通過視場掃描的方式，獲取成像系統像面上不同位置對同一目標的在焦灰度響應。?

附圖說明

圖1為本發明所述的真空紫外波段成像系統平場定標的方法的定標系統示意圖。

圖中：1、真空紫外空心陰極光源，2、真空紫外單色儀，3、入射狹縫，4、單色儀光柵室，5、出射狹縫，6、針孔，7、真空罐，8、準直反射鏡，9、四維運動平臺，10、方位轉動軸，11、俯仰轉動軸，12、待定標成像系統，13、工控機。

具體實施方式