[實用新型]一種偏振輻射定標裝置

有效

• 申請號: 201720063479.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206410852U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 殷德奎;王培綱;顧明劍;梁科鋒;陸靖靚;李玥
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01M11/04
• 分類號: G01M11/04
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本專利涉及空間遙感技術、輻射定標技術，具體指一種使用于空間遙感儀器的地面偏振輻射定標試驗裝置，可應用于測量與確定偏振探測儀器、輻射探測儀器的偏振光參量與響應值之間的關系，具有光強穩定均勻、偏振態調節范圍大(偏振度0～1，偏振角0°～360°)、測量精度高(優于1％)等優點。

背景技術

空間定量遙感儀器在應用之前，需要預先在地面完成定標試驗，確定輸入物理量與儀器測量響應值之間的關系。對于空間偏振探測儀器，要完成偏振輻射定標試驗，確立入射偏振光Stokes參量與儀器響應值的關系，從而在應用時才能夠依據測量值來得到入射偏振光的Stokes參量。

目前，關于偏振輻射的計量方面尚缺乏有關國家標準，如何構造標準偏振輻射源、如何傳遞偏振輻射標準尚屬研究空白。

作為空間偏振探測儀器研制的領先國家，法國空間研究中心CNES在研制空間偏振探測儀器POLDER的過程中，進行了偏振輻射定標試驗的研究。主要定標試驗設備有：積分球、偏振系統和參考輻射計。其中關鍵的偏振系統用來產生不同偏振度和偏振角的偏振光，其主要構成部件是相互平行的兩塊玻璃板，可沿兩個軸向調節旋轉角度，沿一個軸向旋轉可調節偏振度(0～0.5)，沿另一個軸向旋轉可調節偏振角。該方法的優點是偏振度和偏振角調節方便，缺點是受玻璃板旋轉角度限制、難以獲得高偏振度偏振光，另外光線經過兩塊玻璃板折射和反射后、影響定標精度。

發明內容

本專利裝置的目的是測量偏振探測儀器的偏振定標響應關系，解決偏振輻射源缺乏、無法進行偏振定標測量的問題。

該裝置包括：離軸反射式平行光管1、光學隔振平臺2、高亮度積分球3、標準偏振器4、內調焦準直望遠鏡5、安裝支架6、偏振光計量儀7、數顯萬能轉臺8，其特征在于：

離軸反射式平行光管1用螺釘固定在光學隔振平臺2上；所述的標準偏振器4安裝在高亮度積分球3出光窗口，所述的安裝支架6安裝在數顯萬能轉臺8上，安裝支架6具有0°、90°、±45°安裝方式，數顯萬能轉臺8水平調節角度為0°～360°，偏振光計量儀7安裝于數顯萬能轉臺8上，接收從標準偏振器4發出的標準偏振光；所述的離軸反射式平行光管1、高亮度積分球3、偏振光計量儀7的光軸對齊。

一種基于權利1所述的偏振輻射定標裝置的測量數據處理方法，其特征在于，方法步驟如下：

1)高亮度積分球3與標準偏振器4配合產生標準偏振光。設置高亮度積分球3和標準偏振器4的狀態，使得偏振光狀態偏振度和偏振角確定；

2)被測儀器接收這種偏振光，產生一定的輸出，對應一定的光強信號[I₁、I₂、I₃]；

3)偏振光計量儀7同樣接收步驟1產生的偏振光，得到偏振光的斯托克斯參數[S₀、S₁、S₂]；

4)調整標準偏振器4的角度，重復步驟1)～3)，得到不同偏振狀態的[I₁、I₂、I₃]與對應的[S₀、S₁、S₂]，從而建立兩組變量之間的關系：

偏振輻射定標試驗結果表明，該專利裝置可測量偏振探測儀器對線偏振光的響應方程，與理論上的橢圓響應模型一致。經檢驗，輻射源的輻射穩定性優于0.2％，偏振度調節范圍0～1，偏振角調節范圍0°～360°，所標定的偏振測量精度結果優于1％。

附圖說明

圖1偏振輻射定標試驗裝置

圖2偏振光計量曲線，圖2(a)、圖2(b)分別為偏振光Stokes參量S1、S2與偏振角的關系曲線

圖3被測量儀器的偏振測量曲線，圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)分別為透射光強I1、I2、I3與偏振角的關系曲線

圖4被測量儀器的偏振響應曲線，圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)分別為偏振光Stokes參量S1與透射光強I1、I2、I3的關系曲線

具體實施方式

本專利裝置的測量試驗方法是：

離軸反射式平行光管1安放在光學隔振平臺2上，配合使用內調焦準直望遠鏡5，用于檢驗平行光管入射光與被測儀器光軸之間的準直性。

高亮度積分球3與標準偏振器4配合產生標準偏振光。被測儀器接收這種偏振光，被測儀器通過安裝支架6安裝于數顯萬能轉臺8上，這樣可調節被測儀器接收的入射光角度。