[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

該發明提出一種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，屬于光學測試與計量領域。該方法采用光譜輻射亮度分布已知的標準源對光柵式成像光譜儀進行輻射亮度響應度標定，根據該方法搭建的標定裝置由大口徑積分球光源系統、大口徑光學準直系統及計算機測量軟件等組成，通過計算機軟件分別對x，y方向的光譜輻射亮度響應度定標，實現了光柵式成像光譜儀空間光譜輻射亮度響應度的定標。同時結合調節積分球光源上的狹縫可以實現對光柵式成像光譜儀光譜輻射亮度響應度動態范圍的測試。本發明結構簡單，測量速度快，通用性強，也可為其他類型成像光譜儀輻射亮度響應度定標提供參考。

技術領域

本發明屬于光學計量與測試領域，主要涉及成像光譜儀的輻射定標裝置及方法，尤其涉及一種光柵式成像光譜儀的空間光譜輻射亮度響應度定標裝置及方法。

背景技術

成像光譜儀按照其分光原理主要有光柵型成像光譜儀、干涉型成像光譜儀、AOTF可調諧聲光型成像光譜儀等；按照其應用領域目前主要有星載成像光譜儀和機載成像光譜儀等；按照波段可分為可見、近紅外和遠紅外型成像光譜儀。目前可見到近紅外光柵型成像光譜儀已經在衛星遙感、空間探測、偽裝車輛探測、水下潛艇探測、生化戰劑微粒識別以及探雷等領域得到了廣泛的應用。

目前，對于光柵型成像光譜儀的輻射定標還主要是停留在一維方向的光譜響應度輻射定標，但是光柵型成像光譜儀是集圖像與光譜于一體的新一代“圖譜合一”的先進軍用光學偵察系統，其輸出是x,y二維圖譜，因此，僅僅對一維方向光譜響應度的輻射定標是遠遠不夠的，不能完整的反映成像光譜儀面探測器響應特性。

發明內容

本發明的目的是為光柵型成像光譜儀提供了一種x,y兩維方向的空間光譜輻射亮度響應度定標裝置及方法，以完整的反映出光柵型成像光譜儀面探測響應特性。

本發明的技術方案為：

所述一種光柵式成像光譜儀空間光譜輻射亮度響應度定標裝置，其特征在于：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。

所述一種光柵式成像光譜儀空間光譜輻射亮度響應度定標方法，其特征在于：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；