[發(fā)明專利]成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310026239.1
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103105286A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范紀(jì)紅;俞兵;侯西旗;袁良;李琪;盧飛;秦艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器工業(yè)第二〇五研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)計量測試領(lǐng)域，涉及一種光譜響應(yīng)非均勻性測量方法，尤其涉及一種成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性測量方法。

背景技術(shù)

成像光電系統(tǒng)包括從紫外、可見到紅外的各類成像光電系統(tǒng)，如CCD相機、CCD立體相機、航天相機、成像光譜儀等，成像光電系統(tǒng)用來探測、識別和分辨目標(biāo)及背景，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星遙感、空間探測、軍事偵察、軍事感知、目標(biāo)識別、目標(biāo)跟蹤、軍事圖像通信等領(lǐng)域。

隨著成像光電系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域和航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，對成像光電系統(tǒng)提出了更加苛刻的要求：高分辨率、卓越的信噪比、光譜響應(yīng)均勻性好、寬動態(tài)范圍及適用于惡劣的環(huán)境。光譜響應(yīng)非均勻性是評價成像光電系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù)之一，由于成像光電系統(tǒng)的圖像中疊加非均勻性噪聲而影響成像系統(tǒng)的靈敏度，因此必須對成像光電系統(tǒng)的光譜響應(yīng)非均勻性進(jìn)行測量，從而對成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性進(jìn)一步修正。目前，俄羅斯、英國、美國等國家都相繼開展了成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性測量技術(shù)的研究，在紫外、可見及近紅外波段采用單色積分球光源的方法，將成像光電系統(tǒng)放置在積分球光源的出口，由單色積分球光源直接照射被測成像光電系統(tǒng)，由于單色積分球光源出口的均勻性比較好，因此可直接實現(xiàn)被測成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性的測量。在中、遠(yuǎn)紅外波段采用面源黑體的方法，利用面源黑體均勻的輻射實現(xiàn)被測成像光電系統(tǒng)響應(yīng)非均勻性的測量。

國內(nèi)主要采用小光點注入法和均勻光源法實現(xiàn)成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性測量。但是由于成像光電系統(tǒng)中CCD器件的像元尺寸越來越小，小光點注入法已無法滿足實際測量要求，因此目前多采用均勻光源法，例如，《光譜學(xué)與光譜分析》第32卷，第5期上，《哈達(dá)瑪變換光譜成像儀光譜響應(yīng)非均勻性修正》一文中，采用的方法就是用積分球光源實現(xiàn)哈達(dá)瑪變換光譜成像儀光譜響應(yīng)非均勻性進(jìn)行測量，從而進(jìn)一步對其光譜響應(yīng)非均勻性進(jìn)行修正。但是，由于均勻光源本身存在不均勻性，因此采用均勻光源法測量成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性存在一定誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對目前成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性的測量難題，提供一種成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性的高準(zhǔn)確度測量方法，克服利用均勻光源法測量成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性存在的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性測量的方法包括以下步驟：

第一步：搭建成像光電系統(tǒng)光譜響應(yīng)非均勻性測量系統(tǒng)

將可調(diào)諧激光器、激光穩(wěn)功率控制器、帶有監(jiān)視探測器的積分球、準(zhǔn)直透鏡、均勻性補償器、安裝在二維掃描機構(gòu)上的類針孔輻射計依次放置在光學(xué)平臺上，其中，積分球的出口處于準(zhǔn)直透鏡的物方焦面上，二維掃描機構(gòu)受計算機控制，類針孔輻射計的輸出送入所述計算機，可調(diào)諧激光器輸出的激光由激光穩(wěn)功率控制器的中心入射，由激光穩(wěn)功率控制器輸出的功率穩(wěn)定的激光垂直入射在所述積分球入口中心，積分球上的監(jiān)視探測器將探測信號反饋給激光穩(wěn)功率控制器，由積分球出射的均勻激光由準(zhǔn)直透鏡形成準(zhǔn)直激光束，準(zhǔn)直激光束經(jīng)均勻性補償器補償后照射到類針孔輻射計的輸入端；

第二步：計算機控制測量

2.1將可調(diào)諧激光器調(diào)整到波長點λ₁，計算機首先控制類針孔輻射計測量波長點λ₁處的背景信號，然后控制二維掃描機構(gòu)帶動類針孔輻射計根據(jù)設(shè)置的掃描間隔對類針孔輻射計輸入端的準(zhǔn)直激光束截面進(jìn)行二維掃描，計算機將類針孔輻射計輸出的激光信號扣除背景信號得到波長為λ₁且對應(yīng)二維掃描坐標(biāo)為(x_p，y_p)的實測信號V(x_p，y_q，λ₁)，x_p表示行方向x的掃描坐標(biāo)點且p＝0、1、2、…、P-1，P為行方向掃描距離與掃描間距的比值，y_q表示列方向y的掃描坐標(biāo)點且q＝0、1、2、…、Q-1，Q為列方向掃描距離與掃描間距的比值，然后根據(jù)公式(1)計算激光波長為λ₁時準(zhǔn)直激光束截面的均勻性U(x_py_qλ₁)并保存該組數(shù)據(jù)：

式中，V_最大(x_p，y_q，λ₁)表示類針孔輻射計在波長λ₁處所有實測信號值中的最大值；