[发明专利]真空紫外波段成像系统的平场定标装置及平场定标方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于真空紫外波段成像系统的平场定标装置及定标方法。

背景技术

随着技术发展的日益成熟，成像系统在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛的应用。由于成像系统的像接收器（如CCD）不同响应单元之间转换效率不一致，以及光学结构渐晕特性等原因的影响，同一强度的目标在成像系统像面上不同位置成像时灰度响应输出并不相同，即存在响应非均匀性。无论是地基还是空间光学成像仪器，在投入使用前都要进行平场定标，并用定标数据校正图像存在的响应非线性。

当前，广泛使用积分球光源对成像系统进行平场定标；在积分球上安装照明灯，光经内部漫反射涂料多次漫反射后，由表面开口出射亮度均匀、发散度好的光束。成像系统在积分球开口处对光束离焦成像，得到全视场响应图像，该图像中的不同响应单元的灰度数据的比值即代表像面不同位置的响应相对值，利用该定标得到的响应相对值图像矩阵，可以对成像系统进行平场校正。

目前由于材料、工艺及技术的限制，无法采用上述常用积分球光源系统定标方法对真空紫外成像系统进行平场定标，主要存在以下困难：一、该波段没有能够使用的涂料作为积分球内壁漫反射涂层；二、该波段光源体积较大，不能作为积分球照明灯用；三、该波段成像仪器一般都是单色或窄带波长成像，平场定标时需要对光束进行光谱分光；四、该波段成像仪器必须在真空条件下进行平场定标。因此真空紫外波段成像系统的平场定标工作是一个尚未解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有由于材料、工艺及技术的限制，无法实现对真空紫外成像系统进行平场定标的标问题，提供一种真空紫外波段成像系统的平场定标方法。

真空紫外波段成像系统的平场定标装置，该装置包括真空罐、真空紫外单色仪、四维运动平台、准直反射镜和待定标成像系统，所述真空紫外单色仪包括入射狭缝、光栅室、出射狭缝和针孔；所述四维运动平台、准直反射镜和待定标成像系统设置在真空罐内，所述待定标成像系统固定在四维运动平台上，真空紫外空心阴极光源光束经真空紫外单色仪的入射狭缝进入光栅室分光，出射狭缝处设置针孔，分光后的光束依次经出射狭缝和针孔后经准直反射镜变为平行光束；所述平行光束在待定标成像系统上成像。

真空紫外波段成像系统的平场定标方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、调整真空紫外单色仪扫描波长至成像系统的工作波段；真空紫外空心阴极光源的光束由入射狭缝进入光栅室分光后，经出射狭缝出射单色光；单色光依次经针孔和准直反射镜后变为平行的准直光束；

步骤二、调整四维运动平台，使待定标成像系统的入瞳中心与准直反射镜出射的准直光束的中心重合；

步骤三、确定待定标成像系统对像面响应相对值的采样密度及视场扫描的角度步长，调整四维运动平台的方位转动轴和俯仰转动轴，使针孔成像在待定标成像系统像面的不同位置；获得多幅小孔图像；

步骤四、提取每幅小孔图像中针孔像的位置及灰度，生成针孔像的合成图像，计算合成图像中像面上不同位置的像元灰度相对于像面中心的像元灰度的响应相对值；然后通过插值方式获得像面上未采样位置的像元灰度相对于像面中心的像元灰度的响应相对值，最终获得整个像面的响应相对值图像矩阵，实现真空紫外波段成像系统的平场定标。

本发明的工作原理：本发明通过同一针孔成像在像面不同位置完成对成像系统像面响应相对值的采样，得到平场定标数据。该方法采用真空紫外空心阴极光源及真空紫外单色仪获取目标波长定标光束；通过准直反射镜将单色仪后方针孔模拟成无限远成像目标；真空罐内运动平台旋转使得带定标成像系统以不同的视场角接受平行光，使针孔成像在像面上不同位置；以插值方式得到视场扫描所未覆盖像面上的位置得灰度响应；以视场中心灰度响应为标准，计算不同位置的相对响应值，得到平场定标结果。该定标方法有效解决了目前真空紫外波段成像系统的平场定标问题。

本发明的有益效果：本发明所述的方法不需要使用积分球，在现有的技术条件下能有效完成真空紫外成像仪器的平场定标，有别于积分球一次离焦成像完成全视场定标的方法，本发明提出的定标方法的核心思想是通过视场扫描的方式，获取成像系统像面上不同位置对同一目标的在焦灰度响应。 

附图说明

图1为本发明所述的真空紫外波段成像系统平场定标的方法的定标系统示意图。

图中：1、真空紫外空心阴极光源，2、真空紫外单色仪，3、入射狭缝，4、单色仪光栅室，5、出射狭缝，6、针孔，7、真空罐，8、准直反射镜，9、四维运动平台，10、方位转动轴，11、俯仰转动轴，12、待定标成像系统，13、工控机。

具体实施方式