[發明專利]長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法

在審

• 申請號: 201710297117.4
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106949975A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 陳艷;王廣平;徐文斌;王淑華;陳偉力;武敬力
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙)11466
• 代理人: 黃啟行,張璐

1.長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于，采用黑體和聚丙烯薄膜對傅里葉變換式長波紅外成像光譜儀進行輻射和光譜一體化定標。

2.根據權利要求1所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于，一體化定標步驟如下：

步驟a)將黑體輻射面貼近到長波紅外成像光譜儀入瞳口；

步驟b)采集若干組溫度下黑體以及將聚丙烯薄膜覆蓋在黑體表面的干涉數據；

步驟c)對步驟b取得的干涉數據分別進行傅里葉變換，得到若干組溫度下黑體和聚丙烯薄膜的測量光譜數據；

步驟d)提取步驟c得到的黑體測量光譜數據，采用兩點定標法求取長波紅外成像光譜儀的輻射增益G(σ)和輻射偏置O(σ)，得到長波紅外成像光譜儀的響應函數M(σ)，實現長波紅外成像光譜儀的輻射定標；

步驟e)對同一溫度下聚丙烯薄膜以及黑體光譜數據求差值，得到聚丙烯薄膜的特征吸收峰位置坐標；

步驟f)通過光譜定標原理計算特征吸收峰位置坐標在長波紅外波段范圍內對應的光譜位置，并與聚丙烯材料的標準譜線進行比較，實現成像光譜儀的光譜定標。

3.根據權利要求2所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述長波紅外成像光譜儀的波長范圍為8到11μm，光譜分辨率在0.25cm^-1以下。

4.根據權利要求2所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述步驟d中確定長波紅外成像光譜儀的輻射增益G(σ)和輻射偏置O(σ)的過程即為輻射定標的過程。

5.根據權利要求4所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述響應函數M(σ)＝輻射增益G(σ)*入射光譜輻射亮度L(σ，T)+輻射偏置O(σ)。

6.根據權利要求2所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述步驟d中兩點定標法求取長波紅外成像光譜儀的輻射增益G(σ)和輻射偏置O(σ)是通過測量兩個高低溫黑體的輻射來求解的輻射增益G(σ)和輻射偏置O(σ)。

7.根據權利要求5所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述低溫的黑體測量值M_C(σ)＝輻射增益G(σ)*低溫黑體的光譜輻射亮度L_BB，C(σ，T_C)+輻射偏置O(σ)，所述高溫的黑體測量值M_H(σ)＝輻射增益G(σ)*高溫黑體的光譜輻射亮度L_BB，H(σ，T_H)+輻射偏置O(σ)。

8.根據權利要求2所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述步驟c中對于傅里葉變換，干涉數據中波長的干涉條紋在頻域空間對應一條譜線；設干涉數據中包含n個波數成分：σ₁，σ₂，σ₃…σ_x，經過傅里葉變換后，在頻域空間它們的譜線位置分別為：x₁,x₂,x₃,…x_n，由于干涉光程差是線性變化的，所以傅里葉變換之后的波數也是線性分布的，并且具有如下比例關系：

9.根據權利要求2所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述黑體為面源黑體，其輻射面尺寸為8cm×8cm、最高溫度100℃、發射率0.96。

10.根據權利要求2所述的長波紅外成像光譜儀的輻射和光譜一體化定標方法，其特征在于：所述步驟a中黑體輻射面貼近到長波紅外成像光譜儀入瞳口需使黑體輻射面充滿視場。