[發明專利]光柵式成像光譜儀空間光譜輻射亮度響應度定標裝置及方法

有效

• 申請號: 201610957193.9
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106525239B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 占春連;李濤;盧飛;范紀紅;李燕;袁林光;俞兵
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種光柵式成像光譜儀空間光譜輻射亮度響應度定標的方法，其特征在于：采用的定標裝置包括口徑不小于300mm的大口徑積分球光源系統、口徑不小于300mm的大口徑光學準直系統及計算機測量設備；

所述大口徑積分球光源系統的輸出光譜范圍覆蓋被測光柵型成像光譜儀響應光譜范圍；所述大口徑積分球光源系統在被測光柵型成像光譜儀響應光譜范圍內的光譜輻射亮度可測；所述大口徑積分球光源系統的出光口亮度均勻性優于2％；所述大口徑積分球光源系統的穩定性優于1％；

所述大口徑光學準直系統將大口徑積分球光源系統的輸出光準直為均勻平面光，且在被測光柵型成像光譜儀響應光譜范圍內光譜選擇性小于1.5％，反射率高于90％；

所述計算機測量設備記錄被測光柵型成像光譜儀的輸出數據，根據所述輸出數據計算被測光柵型成像光譜儀x,y兩維方向的空間光譜輻射亮度響應度，并存儲和輸出計算結果；所述計算機測量設備還對大口徑積分球光源系統進行監控；

定標方法包括以下步驟：

步驟1：將積分球光源系統，大口徑光學準直系統擺放在隔震光學平臺上，調節積分球光源系統和大口徑光學準直系統的高度和位置，確保積分球光源系統和光學準直系統光軸中心重合，光學準直系統輸出光為平行光，且方向與地面平行；

步驟2：將積分球光源系統信號線與計算機測量設備連接，將被測光柵型成像光譜儀移入光路，并采用計算機測量設備連接被測光柵型成像光譜儀，實時記錄顯示被測光柵型成像光譜儀響應數據；

步驟3：根據計算機測量設備實時顯示的響應數據，調節被測光柵型成像光譜儀位置，使入射光斑充滿被測光柵型成像光譜儀的視場，調節被測光柵型成像光譜儀俯仰角度，確保入射光垂直入射；

步驟4：調節被測光柵型成像光譜儀鏡頭焦距，使積分球光源系統出光口準確成像在被測光柵式成像光譜儀入射狹縫處；

步驟5：調節積分球光源系統輸出功率，確保被測光柵型成像光譜儀的CCD器件不會飽和，并且調節積分球光源系統輸出功率時，確保積分球光源系統輸出光譜分布不改變；

步驟6：根據測試要求調節被測光柵型成像光譜儀入射狹縫寬度，并且實時根據計算機測量設備的記錄結果，調節積分球光源系統輸出功率，確保被測光柵型成像光譜儀的CCD器件不會飽和；

步驟7、根據測試要求調節被測光柵型成像光譜儀積分時間，并且配合調節積分球光源系統輸出功率，以及被測光柵型成像光譜儀入射狹縫寬度，確保被測光柵型成像光譜儀的CCD信號強度在最大值的20％到80％之間；

步驟8：計算機測量設備記錄被測光柵型成像光譜儀響應數據，并對數據進行如下處理：

對x方向，利用公式

得到被測光柵型成像光譜儀CCD有效像面第i行的光譜輻射亮度響應度R(x_i,λ)，其中V(x_i,λ)為第i行CCD光譜響應輸出電信號值，L(λ)為輸入光源相對光譜輻射亮度值；對得到的R(x_i,λ)進行歸一化后，完成對x方向光譜輻射亮度響應度標定；

對y方向，利用公式

得到被測光柵型成像光譜儀CCD有效像面第j列的光譜輻射亮度響應度R(x_j,λ)，其中V(x_j,λ)為第j列CCD光譜響應輸出電信號值，然后由下式求出y方向的標定系數u(x_j,λ)

其中R_j0(x_j,λ)是第j列光譜輻射亮度響應度的平均值，完成對y方向光譜輻射亮度響應度的標定。