[发明专利]轻小型机上集成光谱及辐射定标装置

说明书

技术领域

本发明属于光谱及辐射测量技术领域，具体是一种轻小型机上集成光谱及辐射定标装置，它集成在光谱仪器上为仪器提供实时的光谱及辐射定标。

背景技术

目前，光谱仪器，包括光谱仪及成像光谱仪，其应用正越来越深入社会生活的各个方面。光谱仪器获取天空、地面和海洋目标的图象或光谱图像信息，为了使获得的信息具有真实可靠性，都需要作定标校准。但是，应用于机载，特别是星载，以及深空探测的光谱仪器虽然在实验室进行过定标校准，一旦升空后，由于所处的环境状况发生较大的变化以及随着时间的推移而受到不同程度的污染和老化，探测器的响应率或多或少都会发生一些变化，从而使获取的信息的真实性受到影响。为了解决这个问题，一般都在仪器内加装机上定标装置或利用地面靶标(如敦煌的中国遥感卫星辐射校正场)对相关仪器进行定标校准。

机上定标装置通常使用太阳光或定标灯作为光源，当前运行的相当多的仪器的机上定标装置仅具有辐射定标功能，而且大部分只能对部分光路，部分视场，部分孔径进行实现实时校准。定标灯作光源随着环境变化和时间的推移，其输出不可避免的要发生改变；使用太阳光作为光源，也存在太阳高度角变化导致的定标误差问题，这样就使得定标校准的精度难以评估。另外，对于深空探测光谱仪器的机上定标，更要求定标准置轻小型化。总而言之，对于现代光谱探测应用所需的光谱及辐射定标来说，现有的一些装置显得相对不足。

发明内容

本发明目的是提供一种机上集成光谱及辐射定标装置，解决光谱仪器机上光谱及辐射定标以及定标装置轻小型化的技术问题。

如附图1所示，本发明的机上集成光谱及辐射定标装置由光源1、线列光纤束21、导光板22、掺杂稀土元素的漫反射板23、透射型漫射板24、转动电机3和光谱辐射亮度计4构成。光源1采用太阳光或定标灯作为光源；导光板22采用石英玻璃制成以满足空间使用环境要求；光谱辐射亮度计4采用高精度、高稳定性的亮度计，从而保证能在被定标光谱仪器的工作寿命期间提供正确的定标数据。

本发明的光谱及辐射定标装置利用光源1获得辐亮度可调的光源，光源1发出的光进入线列光纤束21变为线型排列的多光束，从导光板22侧面进入导光板，由导光板22、掺杂稀土元素的漫反射板23、透射型漫射板24将光束变为含有特征吸收峰的均匀的面光源由漫射板23输出，进入待定标光谱仪器5及高精度光谱辐射亮度计4进行光谱及辐射定标，定标结束后，转动电机3带动面光源组件2向上转避开光谱仪器光路(附图2中的虚线所示位置)，此时仪器可对目标进行观测。

高精度光谱辐射亮度计4与待定标光谱仪器5安装在同一平台上，其光路方向均向同一方向工作，实时监控面光源组件辐射亮度的变化。当光源1确定时，进入面光源组件2的光辐射的辐亮度与波长规一化函数关系就确定，而组成面光源组件2的线列光纤束21，导光板22，掺杂稀土元素的漫反射板23，透射型漫射板2的材料经特别设计及制作后，具有稳定的化学及物理特性，因此，自面光源组件2出射的光辐射的辐亮度与波长归一化函数关系确定。这样，调整耦合进光纤束21的光强，同时通过高精度光谱辐射亮度计4的监控，就可产生多个能级而归一化辐亮度与波长函数关系相同的光进入待定标仪器，满足光谱仪器辐射定标需要。另外，自面光源组件2出射的光辐射，包含有多个特征吸收峰，这些特征吸收峰与掺杂稀土元素的漫反射板23中掺杂的稀土元素的固有特性有关，当掺杂稀土元素的漫反射板23经特别设计并制作完成后，特征吸收峰就完全确定。可以满足光谱仪器光谱定标对波长定位的需要。

同时，考虑到定标装置长期运行后不可避免要受到尘埃、辐射等的污染及影响而对装置的最终性能产生影响，本发明的高精度光谱辐射亮度计4还可以实时监控其变化。

本发明的优点在于：

1)本发明用光纤束将光源变成线阵排列的多光束，同时，创造性共用侧光式导光板以及掺杂稀土漫反射板于定标装置中，产生含有特征吸收峰的辐亮度可调的均匀面光源。

2)本发明将光谱及辐射定标装置合二为一，满足了机上光谱及辐射定标轻小型化的要求。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图；

图中：1——光源；

      2——面光源组件；

      21——线列光纤束；

      22——导光板；

      23——掺杂稀土元素的漫反射板；

      24——透射型漫射板；

      3——转动电机；

      4——光谱辐射亮度计；

   5——待定标光谱仪器。