[發明專利]一種低溫下寬譜段高精度光譜定標裝置

在審

• 申請號: 201810583054.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108801458A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陳剛義;陳麗;彭光東;張世一;孫永雪;徐駿
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 圣冬冬

本發明公開了一種低溫下寬譜段高精度光譜定標裝置，包括真空罐、積分球、會聚光學系統、單色儀、大口徑真空窗口、大口徑真空低溫平行光管、大口徑真空低溫二維指向鏡、成像光譜儀。本發明特點在于罐外用“積分球+會聚光學系統+單色儀”提供標準的光譜定標光源，大口徑真空窗口滿足罐外標準光源入射真空罐內的需要，大口徑真空低溫平行光管滿足無窮遠目標模擬的需求，大口徑真空低溫二維指向鏡補償成像光譜儀大視場的需求。本發明特別適用于低溫條件下大視場寬譜段的高光譜儀器進行光譜定標及相機的MTF性能測試，具有測試譜段、視場寬，真空低溫適應性強，定標精度高的特點。

技術領域

本發明涉及真空低溫下成像光譜儀光譜定標試驗領域，特別涉及一種低溫下寬譜段高精度光譜定標裝置，應用于高光譜成像儀在真空低溫條件下進行性能參數測試。

背景技術

高光譜觀測衛星在國際上是一種比較新型的觀測衛星，其搭載的載荷在環境綜合監測、礦產資源探測、土地資源調查、植被高覆蓋區生物地球化學制圖、地質災害調查等方面有非常重要的作用。

其技術指標的要求、衛星工作模式以及定量化應用的目標都與傳統型號有所差別，輻射能量在光譜維被極度細分，從而極易受到成像各個環節的影響因素干擾，導致獲取的數據質量不高，亟需開展成像光譜儀低溫光譜定標技術方法研究，實現全光路、全孔徑等真實條件下，進行成像光譜儀性能測試，這些技術的解決和應用，對于實現高光譜光學遙感衛星的定量化科學目標具有決定性的作用。

發明內容

為了克服現有的技術難點，本發明提供了一種低溫下寬譜段高精度光譜定標裝置，該裝置簡單易使用，可靠性高，定標精度高，能夠滿足成像光譜儀在真空低溫條件下進行寬譜段大視場高精度的性能測試需求。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種低溫下寬譜段高精度光譜定標裝置，包括積分球、會聚光學系統、單色儀、大口徑真空窗口、真空罐、大口徑真空低溫平行光管、大口徑真空低溫二維指向鏡、成像光譜儀。所述積分球、會聚光學系統及單色儀布局在真空罐外；大口徑真空窗口固定安裝在真空罐上；大口徑真空低溫平行光管、大口徑真空低溫二維指向鏡、成像光譜儀布局在真空罐內；且將積分球、會聚光學系統及單色儀、大口徑真空低溫平行光管和大口徑真空低溫二維指向鏡等分系統的光軸調節至距離同一地面同一高度。

進一步，所述積分球的輻射譜段寬(380nm～2500nm)，穩定性好，且輻亮度，色溫均可遠程連續可調；所述的會聚光學系統，具有聚光性能好，可將積分球的出射光會聚至單色儀的入射光闌處；設會聚光學系統的入瞳直徑為D，會聚光學系統的放大倍率為β，則D≥Φ50mm，β≤0.1；所述的單色儀，可將寬波段的光源分離出一系列狹窄波段的單色光，滿足光譜定標測試系統對單色光源的需求；設狹縫寬度為B，光譜分辨率為η，則15μm≤B≤2mm，η≤0.1nm；上述“積分球+會聚光學系統+單色儀”放置在真空罐外作為標準的光譜定標源，滿足成像光譜儀對寬譜段和高精度單色光源的需求。

本發明中，為了使單色儀能夠提供精確的單色光源，減弱外界溫度對單色儀中分光元件的影響，配置了專用溫控罩，具備20±1℃控溫能力。

本發明中，大口徑真空窗口可實現成像光譜儀在真空低溫條件下進行光譜定標測試，大口徑真空窗口具有高硬度、密封性好，光譜范圍內透過率高等特點。

本發明中，大口徑真空低溫平行光管能夠用來模擬無窮遠目標，且具有控溫能力滿足成像光譜儀在真空低溫環境下測試需求，大口徑真空低溫平行光管的后截距L_f≥1000mm，罐外靶標位于平行光管的焦點處，滿足測試裝置罐內外布局需要，具有成像質量好，口徑大，后截距大等特點。

本發明中，大口徑真空低溫二維指向鏡具有兩維轉動定位功能可補償成像光譜儀測試視場大的需求，且具有控溫能力滿足成像光譜儀真空低溫下光譜定標的需求，具有高可靠性，二維掃描，定位精度高、口徑大等特點。

本發明具有以下有益效果：