[發明專利]調整干涉型光譜成像儀空間方向與光譜方向正交性的方法

有效

• 申請號: 202010104904.4
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111272279B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉歡;武俊強;李思遠;趙強;白清蘭;鄒純博;李立波;衛翠玉
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/45
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

本發明提供了一種調整干涉型光譜成像儀空間方向與光譜方向正交性的方法，以解決傳統方法裝調精度較低、成本較高的問題。本發明在系統一次像面位置添加垂直于大地的靶標，并將垂直于大地的靶標成像在探測器的靶面上，使用折轉反射鏡代替干涉儀，在系統無干涉儀狀態下首先調整探測器的空間位置，使探測器的行與靶標的像平行，消除干涉儀帶來的像旋影響，最后放置并調整干涉儀，以保證系統空間方向與光譜方向的正交性。本發明極大地提高了系統焦面空間方向垂直度的標定精度，同時無需配做一次像面處的工裝，既降低了裝調成本，又避免了引入相應的加工、裝配誤差，進而提高了裝調精度。

技術領域

本發明涉及一種干涉型光譜成像儀的裝調方法，尤其涉及一種保證干涉型光譜成像儀空間方向與光譜方向正交性的裝調方法。

背景技術

成像光譜儀能夠獲取探測目標的二維幾何信息和光譜信息，廣泛應用于遙感和科學研究領域，根據分光原理的不同，其可分為濾光片型光譜成像儀、光柵型光譜成像儀以及干涉型光譜成像儀。

圖1所示為干涉型光譜成像儀的系統組成示意圖，包括準直鏡1、干涉儀2、傅氏鏡3和探測器7，其工作原理為，在每一次曝光時獲得一幀干涉圖像，同一視場的不同目標單元光程差不同，通過推掃，在與干涉條紋垂直的方向上連續采集，即可獲得同一地物目標不同光程差的干涉信息。

因此，對于干涉成像光譜儀，空間方向與光譜方向的正交性精度直接影響偏流角與光譜的一致性，最終影響單譜段的圖像傳遞函數與光譜復原精度。

一般的，干涉條紋代表光譜方向，空間方向由引入的外部基準來代表，傳統的裝調方式為：在干涉型光譜成像儀系統一次像面處安裝十字絲分劃板，將十字絲分劃板分別成像在系統的左、中、右視場，分別計算出每個視場的十字絲像與干涉條紋的夾角，最后根據此數值調整干涉型光譜成像儀中的干涉儀2或者探測器7，來調試干涉型光譜成像儀空間方向與光譜方向的正交性。

此方法的缺點如下：

1.一次像面為虛擬面，其位置坐標取決于準直鏡1的工作距離大小，此面沒有實體的結構，若要安裝十字絲分劃板，則需要配做相應工裝，且十字絲分劃板會引入對心誤差、加工誤差，工裝則會引入加工誤差、裝配誤差；

2.理論上，十字絲分劃板的直徑應大于等于一次像面大小，使十字絲能夠完全覆蓋干涉型光譜成像儀空間方向長度，才能保證裝調精度。實際上，如此長度的十字絲分劃板的加工，首先無法保證十字絲本身的精度，其次會帶來較大的加工成本。

3.無法覆蓋干涉型光譜成像儀像面空間方向的十字絲分劃板會使得正交性的計算精度變低，影響裝調精度。

發明內容

本發明目的是提供一種調整干涉型光譜成像儀空間方向與光譜方向正交性的方法，以解決傳統方法裝調精度較低、成本較高的問題。

本發明的發明構思：

在干涉型光譜成像儀裝調中，在系統一次像面位置添加垂直于大地的靶標，并將垂直于大地的靶標成像在探測器的靶面上，使用折轉反射鏡代替干涉儀，在系統無干涉儀狀態下首先調整探測器的空間位置，使探測器的行與靶標的像平行，消除干涉儀帶來的像旋影響，最后放置并調整干涉儀，以保證系統空間方向與光譜方向的正交性。

本發明的技術解決方案是：

調整干涉型光譜成像儀空間方向與光譜方向正交性的方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟1：以大地水平為基準，將光譜成像儀系統主截面調至水平；

步驟2：在光譜成像儀系統中的一次像面處設置垂直于大地的靶標；

3)用折轉反射鏡代替光譜成像儀系統中的干涉儀，并調整折轉反射鏡的位置使其與所述基準垂直，使得靶標能夠準確成像在探測器的靶面上；

4)調整探測器的方位，使靶標的像與探測器的行平行；