[發明專利]推掃式成像光譜儀全視場光譜定標裝置

有效

• 申請號: 201310310741.5
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103389160A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 孫慈;巴音賀希格;齊向東;崔繼承;唐玉國;金志樑;何天博
• 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: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 田春梅

技術領域

本發明涉及光譜定標技術領域，具體涉及一種推掃式成像光譜儀全視場光譜定標裝置，它特別適用于在可見光及紅外波段的色散型成像光譜儀的全視場光譜定標。

背景技術

成像光譜儀可同時獲得探測物體的空間圖像信息和光譜曲線信息，在化工、冶金、軍事、科研、天文等領域都有著重要的應用，從國內外航空航天成像光譜儀的現狀來看，推掃式色散分光型成像光譜儀成像光譜處于相對優勢地位，成像光譜儀的性能在應用的過程中，會受到如天氣、環境等很多外界影響而發生變化造成測量數據不準，測量數據也需要通過光譜定標的結果進行分析，最終實現判別成像地物目標特征的目的，隨著對成像光譜儀圖像分析能力要求的不斷提高，必然對成像光譜儀的定標有著更高的要求。

成像光譜儀光譜定標的精度在很大程度上依賴于定標所用的譜線數量的多少，譜線數量太少可能會使定標誤差較大，目前，成像光譜儀光譜定標系統基本上都采用單色儀和平行光管的組合，用此類光譜定標裝置只能選取成像光譜儀的幾個不同視場進行定標，不但耗時耗力，且不能清楚全面校準成像光譜儀的特性。總而言之，為達到對推掃型成像光譜儀全視場光譜定標的目的，現有的一些光譜定標裝置已不能滿足需求。

發明內容

為了解決現有推掃型成像光譜儀定標裝置存在的不能進行全視場定標，耗時耗力且不能清楚全面校準成像光譜儀的技術問題，本發明提供一種推掃式成像光譜儀全視場光譜定標裝置。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

推掃式成像光譜儀全視場光譜定標裝置包括：光源系統、單色儀、準直系統和視場掃描系統；所述光源系統包括第一球面鏡、第一平面鏡、第二平面鏡、第一燈具支架、第二燈具支架、第一光源和第二光源，第一光源安裝在第一燈具支架上，第二光源安裝在第二燈具支架上，第二光源用于對單色儀定標；所述準直系統包括第二球面鏡和第三平面鏡；第一光源發出的光先后經第一平面鏡反射和第一球面鏡準直后，入射到單色儀，經過單色儀后出射一束指定波長的單色光，該單色光經過第二球面鏡準直后變為平行光出射，再經過第三平面鏡反射后入射到視場掃描系統，由視場掃描系統折轉光線到待定標的成像光譜儀，待定標的成像光譜儀接收到視場掃描系統提供的一個指定視場的平行光后，單色儀以一定步長連續出射單色光，光在待定標成像光譜儀的探測器的光譜維方向色散，成像光譜儀的CCD對光線進行響應，記錄光譜響應值，完成該指定視場的光譜定標；然后，控制視場掃描系統為待定標成像光譜儀提供不同視場的平行光，進而完成全視場的光譜定標。

上述視場掃描系統包括折轉鏡、第一滑動導軌、第一直線電機、第二直線電機、第二滑動導軌、第二滑塊、第一滑塊、轉動軸、彈簧、擋片、固定螺絲第一絲杠、第二絲杠、連接桿；折轉鏡與轉動軸連接，轉動軸與連接桿相連，連接桿與擋片相連，第二直線電機與第二絲杠相連，第二絲杠在第二滑動導軌上并與第二滑塊相連接，第二滑塊在第二滑動導軌上滑動，彈簧與固定螺絲和連接桿相連，第一直線電機與第一絲杠相連，第一絲杠在第一滑動導軌上并與第一滑塊相連，第一滑塊在第一滑動導軌上自由滑動。

本發明的光譜定標裝置工作原理是：定標過程中，首先選擇某一特定視場，即折轉鏡的轉動角度，光源發出的光經過單色儀后出射某一波長的單色光，它的光束寬度要求可以充滿成像光譜儀的瞬時視場，單色光經過第二球面鏡準直后出射平行光經第三平面鏡反射，由折轉鏡折轉光線到待定標成像光譜儀，待定標成像光譜儀接收到折轉鏡提供的某一視場的平行光后，由計算機控制單色儀掃描電機帶動光柵轉動，單色儀會以一定步長連續出射單色光，光在探測器的光譜維方向色散，成像光譜儀的CCD對光線進行響應，記錄光譜響應值，即可完成全通道的光譜定標，然后通過計算機控制折轉鏡的轉動和滑動可以為待定標成像光譜儀提供不同視場的平行光，在折轉鏡的每個特定入射角度下單色儀進行掃描，這樣，同一視場下不同波長的光譜像分布在探測器同一列像元上，單一波長的全視場狹縫像分布在探測器同一行像元上，記錄探測器的響應值，經過擬合后，就可以測定系統的光譜響應函數，即可完成對待定標成像光譜儀的全視場的光譜定標。

本發明的有益效果是：用球面鏡提供平行光，與使用兩個電機帶動的折轉鏡結合，可以為待定標成像光譜儀提供不同視場的平行光，滿足對推掃式成像光譜儀全視場光譜進行定標的需要。

附圖說明

圖1是本發明推掃式成像光譜儀全視場光譜定標裝置的結構示意圖。

圖2是本發明中的視場掃描系統的俯視結構示意圖。

圖3是本發明中的視場掃描系統的正視結構示意圖。