[發(fā)明專利]一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310066833.3
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN103175612A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 薛慶生;王淑榮
• 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: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 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(fā)明涉及空間光學技術領域，具體涉及一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)。

背景技術

目前，星載成像光譜儀通常因采用光柵、分色片等對偏振敏感的光學元件而使儀器具有較大的偏振響應。在地面進行輻射定標時采用的定標光源（例如，鹵鎢燈和積分球等）為非偏振光，地面標定的儀器的光譜輻亮度響應度為R(λ)。星載成像光譜儀在軌測量時，儀器接收的是經(jīng)過大氣散射的偏振光，由于儀器的偏振響應，儀器在軌的實際光譜輻亮度響應度R_e(λ)就會與地面標定的儀器的光譜輻亮度響應度R(λ)存在較大差異，嚴重影響儀器的測量精度。為了降低偏振響應的影響，美國的臭氧繪圖和廓線儀（OMPS）和歐空局的臭氧總量監(jiān)測儀（OMI）等成像光譜儀使用消偏器把入射的偏振光變成非偏振光，然而，消偏器引入的像差和多像會降低成像光譜儀的成像質量，從而降低成像光譜儀的空間分辨率和光譜分辨率，因此迫切需要解決在不影響星載成像光譜儀成像質量的前提下降低儀器偏振響應對儀器測量精度的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有成像光譜儀的測量精度受偏振響應的影響存在較大誤差，并且由于測量系統(tǒng)中引入消偏器而導致降低成像質量的問題，提供一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)。

一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)，利用布儒斯特棱鏡同時作為分光和偏振元件實現(xiàn)在星載成像光譜儀在軌偏振測量；包括孔徑光闌、望遠鏡、入射狹縫、準直鏡、布儒斯特棱鏡、聚焦鏡、平面折轉鏡和焦平面探測器；

入射光束經(jīng)孔徑光闌入射至望遠鏡上，經(jīng)望遠鏡成像在入射狹縫上，入射光束經(jīng)入射狹縫出射后入射至準直鏡，經(jīng)準直鏡準直后變成平行準直光束入射至布儒斯特棱鏡上，經(jīng)布儒斯特棱鏡出射的色散偏振平行光束入射到聚焦鏡上，經(jīng)聚焦鏡聚焦再經(jīng)平面折轉鏡折疊光路后聚焦到焦平面探測器上，實現(xiàn)對光束的偏振測量。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所述的系統(tǒng)可以在軌實時測量出入射光的偏振特性，然后通過對儀器的偏振響應進行校正，使成像光譜儀的測量精度不受偏振響應的影響。本發(fā)明提出的在軌偏振測量系統(tǒng)與現(xiàn)有的在成像光譜儀光路中插入消偏器的方法相比，具有不影響成像光譜儀自身成像質量的優(yōu)點。本發(fā)明所述的系統(tǒng)中采用布儒斯特棱鏡作為偏振分光元件，結構簡單，重量輕，這種在軌偏振測量系統(tǒng)，特別適合與星載成像光譜儀搭配使用，實時測量入射光的偏振特性，提高成像光譜儀的測量精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)中布儒斯特棱鏡的前視圖。

圖中：1、孔徑光闌，2、望遠鏡，3、入射狹縫，4、準直鏡，5、布儒斯特棱鏡，6、聚焦鏡，7、平面折轉鏡，8、焦平面探測器，a、第一工作表面，b、第二工作表面，c、第三工作表面，d、第四工作表面。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1和圖2說明本實施方式，一種星載成像光譜儀在軌偏振測量系統(tǒng)，利用布儒斯特棱鏡5同時作為分光和偏振元件來實現(xiàn)在星載成像光譜儀在軌偏振測量；該系統(tǒng)包括孔徑光闌1、望遠鏡2、入射狹縫3、準直鏡4、布儒斯特棱鏡5、聚焦鏡6、平面折轉鏡7和焦平面探測器8。該系統(tǒng)按xyz右手空間坐標系有序排列，z軸方向定為光軸方向，x軸垂直于yz平面，yz平面為系統(tǒng)的子午面，入射狹縫3的長度方向沿x軸方向，入射狹縫寬度方向沿y軸方向。入射光束經(jīng)孔徑光闌1入射到望遠鏡2上，經(jīng)望遠鏡2成像在入射狹縫3上，從入射狹縫3出射后入射到準直鏡4上，經(jīng)準直鏡4準直后變成平行準直光束入射到布儒斯特棱鏡5的第一工作表面a上，從第一工作表面a透射后入射到第二工作表面b上，第二工作表面b滿足布儒斯特入射要求，振動方向平行于入射狹縫3長度方向的S偏振光經(jīng)第二工作表面b反射后入射到第三工作表面c上，經(jīng)第三工作表面c反射后從第四工作表面d出射，出射的色散偏振平行光束入射到聚焦鏡6上，經(jīng)聚焦鏡6聚焦再經(jīng)平面折轉鏡7折疊光路后聚焦到焦平面探測器8上，實現(xiàn)對光束的測量。

本實施方式所述的望遠鏡2與準直鏡4的反射面相對排列，準直鏡4的反射面與布儒斯特棱鏡5的入射面相對排列，布儒斯特棱鏡5的出射面與聚焦鏡6的反射面相對排列，聚焦鏡6的反射面與平面折轉鏡7的反射面相對排列，平面折轉鏡7與焦平面探測器8的像面相對排列。