[發明專利]一種用于成像光譜儀定標的便攜式多功能光源及定標方法

在審

• 申請號: 202011486576.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112857569A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 白先勇;羅冰顯;王怡然;張志勇;馮志偉;鄧元勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

1.一種用于成像光譜儀定標的便攜式多功能光源，其特征在于，包括發光裝置、工程散射片、吸收池；其中

所述發光裝置，用于根據待定標成像光譜儀的工作波段要求設置光源，為所述工程散射片提供入射光；

所述工程散射片，用于接收所述入射光進行擴散以后，輸出強度均勻的面光源到所述吸收池；

所述吸收池，用于利用接收的所述面光源激發吸收池內的元素能級躍遷，得到用于該待定標成像光譜儀定標的第三光源；其中根據該待定標成像光譜儀的光譜響應范圍和分辨率，確定所述吸收池內的成分、氣壓和長度。

2.如權利要求1所述的便攜式多功能光源，其特征在于，所述發光裝置內設一光學元件，用于調整所設置光源的發散角，與工程散射片的接收相匹配；所設置光源的出射波長范圍涵蓋待定標成像光譜儀的工作波段波長范圍。

3.如權利要求1所述的便攜式多功能光源，其特征在于，還包括一裝置輔助結構，用于安裝固定所述發光裝置、工程散射片和吸收池，其中所述吸收池與裝置輔助結構之間隔熱連接。

4.如權利要求1所述的便攜式多功能光源，其特征在于，所述光源的光譜輻射為連續譜輻射；所述第三光源為空間方向均勻、有窄線寬特征譜線的光源，第三光源的空間方向均勻性用于成像光譜儀成像響應不均勻性的定標，第三光源的光譜方向窄線寬譜線用于成像光譜儀分辨本領的定標，第三光源的多條特征譜線用于成像光譜儀的波長定標。

5.一種成像光譜儀定標方法，其步驟包括：

1)根據待定標成像光譜儀的工作波段選取光源，根據該待定標成像光譜儀的光譜響應范圍和分辨率確定吸收池內的成分、氣壓和長度；

2)所選光源的光經過工程散射片擴散后輸出強度均勻的面光源并入射到所述吸收池，激發吸收池內的元素能級躍遷，得到的輸出光稱為第三光源；

3)該第三光源經分束鏡、準直鏡后進入待定標成像光譜儀，得到第三光源的光譜圖；查找所述吸收池對應的光譜庫，得到該光譜圖中每條譜線對應的線心波長，然后通過尋峰擬合和峰位-波長配對，得到該光譜圖中譜線像素坐標對應的波長值，然后利用非線性擬合方法對該光譜圖中所有譜線像素進行波長定標；

4)在該待定標成像光譜儀的目標波長范圍內選擇一條或幾條吸收線并對其進行高斯擬合，然后根據該光譜圖獲取每一所述吸收線的半高全寬δB；

5)定義該待定標成像光譜儀的分辨率本領為δA，根據公式δB＝sqrt(δA^2.+δC^2)，得到該待定標成像光譜儀的分辨本領δA，其中δC為吸收池的理論寬度。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述工程散射片的擴散角度大于等于準直鏡數值孔徑對應的接收角，工程散射片口徑大于D，D＝f_col x tan(θx f_col/f_cal)，其中準直鏡焦距為f_col，待定標成像光譜儀焦距為f_cal，探測視場為θ。