[實用新型]一種便攜式光譜定標裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420285788.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN203929227U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建康;陳新華;陳宇恒;季軼群;沈為民
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光譜定標裝置，特別涉及一種適用于外場的便攜式光譜定標裝置。

背景技術(shù)

目前，成像光譜儀在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、資源調(diào)查、生物醫(yī)療等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。但隨著光學(xué)、電子、計算機等技術(shù)的發(fā)展，成像光譜儀的光譜分辨率可以做的很高，伴隨著成像光譜儀性能的提高，成像光譜儀的光譜定標精度也要求越來越高，這要求成像光譜儀使用前進行光譜定標，以提高光譜數(shù)據(jù)的可靠性。目前實驗室光譜定標設(shè)備都是基于單色儀波長掃描和光譜燈完成，基于單色儀定標設(shè)備與定標方法復(fù)雜，很難在野外、機載或星載使用，光譜燈很難提供均勻和大口徑系統(tǒng)地的照明。目前機載或星載成像光譜儀采用的光譜定標設(shè)備都是基于濾光片或反射板的方法進行光譜定標。美國專利US006111640A 公開了一種采用反射板的定標方法，利用反射板材料的吸收特征進行光譜定標。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種體積小，重量輕，便于野外攜帶，易于操作，可實現(xiàn)高精度光譜定標的光譜定標裝置。

本實用新型的技術(shù)方案是提供光譜定標裝置，包括激發(fā)光源模組、光纖和照明面板；所述的激發(fā)光源模組包括光源、電池、振蕩電路和集光原件；所述的照明面板為導(dǎo)光板和棱鏡板兩層結(jié)構(gòu)，上層為棱鏡板，下層為導(dǎo)光板，導(dǎo)光板包括入光口、導(dǎo)光條和勻光板，勻光板的底面由若干個四面體單體構(gòu)成，棱鏡板置于勻光板的上部；激發(fā)光源模組發(fā)出的激光通過光纖傳輸?shù)秸彰髅姘宓娜牍饪谶M入導(dǎo)光條。

本實用新型所述的光源為汞燈、汞氬燈或汞鎘燈中的一種；所述的四面體為正四面體；所述的集光原件為聚光鏡透鏡、背面光反射鏡中的一種，或它們的組合。

本實用新型提供的光譜定標裝置的工作原理是；根據(jù)成像光譜儀工作光譜范圍確定電路、集光元件等；電池提供電路的工作電壓，振蕩電路部分把低壓轉(zhuǎn)換成高頻高壓，使汞、氬等物質(zhì)產(chǎn)生激發(fā)譜線。光纖用于把激光光源產(chǎn)生的光傳輸?shù)秸彰婷姘迳希饫w數(shù)值孔徑及其口徑根據(jù)光耦合需要確定；照明面板用于把光進行均勻處理，照明面板具有兩層結(jié)構(gòu)，一層為導(dǎo)光板，一層為棱鏡板，導(dǎo)光板對光進行均勻散射處理，棱鏡板用于限制散射視場，在狹縫寬度對應(yīng)的方向上限制發(fā)散視場，使大部分能量集中于一定發(fā)散角內(nèi)，在狹縫長度方向具有接近朗伯特性的散射光，所述的導(dǎo)光板，其底部采用微型四面體結(jié)構(gòu)的排布，能夠使光均勻反射，導(dǎo)光板上層采用棱鏡板，通過棱鏡槽深、槽頂角來控制發(fā)散角度。

聚光鏡透鏡的材料根據(jù)光譜波段選擇，如在紫外-短波紅外波段可選擇石英玻璃；光源可采用汞燈(Hg)、汞氬燈(HgAr)、汞鎘燈(HgCd)等；背面光反射鏡的凹面鍍有寬波段高反射膜，振蕩電路產(chǎn)生高頻高壓的振蕩電路，頻率為1k Hz以上，電壓為600V左右，電池可采用市面上常用的9V電池。

本實用新型提供的照明面板其上層為棱鏡板，下層為導(dǎo)光板，導(dǎo)光板的底面由四面體微結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成；導(dǎo)光板對光進行均勻散射處理，棱鏡板用于限制散射視場，在狹縫寬度對應(yīng)的方向上限制發(fā)散視場，使大部分能量集中于一定發(fā)散角內(nèi)，在狹縫長度方向具有接近朗伯特性的散射光，所述的導(dǎo)光板底部采用四面體結(jié)構(gòu)的排布，能夠使光均勻反射，導(dǎo)光板上層采用棱鏡板，通過棱鏡槽深、槽頂角來控制發(fā)散角度。

本實用新型提供的光譜定標裝置，其定標方法包括如下步驟：

1、把定標裝置緊貼于成像光譜儀前置物鏡前，照明板與鏡頭間可采取遮光措施，防止雜光影響定標精度；

2、在定標光源打開前采集多幅暗背景圖像，用于后期本底去除；

3、采集激發(fā)光源輻射譜線圖像，可通過多幅圖像平均，降低隨機噪聲，剩余噪聲通過平滑濾波處理，降低噪聲對定標精度的影響；

4、數(shù)據(jù)預(yù)處理后進行高斯擬合，確定譜線峰值位置及其半峰值寬度；

5、通過多項式擬合，確定整個譜面的波長與像元對應(yīng)關(guān)系及其半峰值寬度，進而確定光譜彎曲等指標。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型取得的有益效果是：

1、實用新型的光譜定標裝置，體積小，重量輕，便于野外成像光譜儀定標使用，采用電池供電的激發(fā)光源作為定標源，光源具有若干條線狀譜線，利用光纖導(dǎo)光消除采用反射鏡或透鏡等進行光傳輸?shù)牟焕蛩兀谜彰髅姘暹M行光均勻處理，滿足光譜定標口徑、視場要求。

2、照明面板采用兩層設(shè)計，降低光能損耗，提供一定均勻性的大面積且發(fā)散角控制的光源，導(dǎo)光板底部具有四面體微結(jié)構(gòu)，使定標光源達到一定均勻程度，采用棱鏡板控制光發(fā)散角度，并能提高光能利用率。

附圖說明