[发明专利]一种紫外光谱可调谐光源

说明书

技术领域

本发明涉及光学测试技术领域，尤其涉及一种紫外光谱可调谐光源。

背景技术

紫外波段的辐射特性不同于可见光和红外波段，它在空间探测领域具有不可替代的优势，随着探月工程、深空探测计划、以及火星探测等计划的相继发展，受到越来越多的关注。在对紫外载荷进行标定时，紫外模拟器、紫外光源和紫外载荷需要提前进行标定。在标定时常规光源的光谱分布固定，而且与被测地物目标光谱分布差别较大，难以复现被测地物目标光谱信息，校准精度较低，因此建立紫外光谱可调谐光源以提高校准精度十分必要。

标准光源是光学测试类仪器重要的组成部分，现有校准技术中光源多选择卤钨灯或者氙灯，此类光源稳定，但是光谱分布不会变化，无法精确模拟地物表的光谱信息，对后期数据反演精度造成影响。而且通常卤钨灯等光源不能调整亮度，所以无法准确模拟不同星等的星光。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明的目的在于解决现有光谱辐射校准和探测器校准技术不足，提供了一种紫外光谱可调谐光源，它不仅能够提供紫外范围内光谱分布任意可调的均匀光斑，而且能够在一定范围内改变输出均匀光斑的亮度。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种紫外光谱可调谐光源，包括依次串联的光源系统、准直系统、色散系统、光谱调制系统、投影系统和均匀混光系统；所述准直系统以及所述投影系统均由球面反射镜组成，所述色散系统由平面衍射光栅和一个球面反射镜组成，所述光谱调制系统包括变形镜，所述紫外光谱可调谐光源能够实现光谱范围从300nm到400nm光谱组成成分可调以及光斑亮度可调。

优选的，可以采取以下设计：

(1)所述平面衍射光栅是平面刻画光栅，所述平面刻画光栅刻线密度范围为300线/mm到3600线/mm。

(2)所述三个球面反射镜的参数均为：口径范围为10mm～500mm，R1面半径范围为30mm～1000mm。

(3)所述三个球面反射镜的反射面反射膜均为高反膜。

(4)所述平面衍射光栅固定在准直系统后方。

(5)所述均匀混光系统采用全反射方式进行混光。

(6)所述均匀混光系统包括导光棒。

本发明涉及的紫外光谱可调谐光源，主要由光源系统、准直系统、色散系统、光谱调制系统、投影系统以及均匀混光系统组成，通过高稳定电源控制光源发出的发散光经过准直系统转化为平行光，照明光源发出具有一定发散角复色光经过准直系统变成发散角很小的平行光，平行光经过色散系统后不同波长的光会以不同方向出射并成像在光谱调制系统上，形成不同频率光谱相互分离的一系列平直谱带，这些平直谱带x方向代表光的频率，y方向代表光的亮度。光谱调制系统相当于空间调制器，空间调制器可以在二维平面每一个位置上任意调制，在x方向进行调制可以选择进入投影系统内的光谱频率，同时对于选定的所有频率光谱，在平直谱带面上y方向的长度越长则代表能量越多，从而亮度越大，通过改变光谱调制系统中的空间调制器可以选择y方向上任意长度的光进入到投影系统从而改变进入到投影系统内光的亮度，目标光谱通过投影系统进入均匀混光系统中，在出口处得到几十个入口处光斑叠加结果，最后在均匀混光系统出口可以输出光谱任意可调的均匀光斑。

本发明有益效果如下：

(1)本发明可实现300nm-400nm任意光谱分布的光的调制，光斑强度可调。

(2)本发明可实现对成像光谱类载荷光谱参数校准精度的有效提升，为后续光学系统提供了可变的光亮度以模拟可变的星等，减少测量误差，提升测量精度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明光谱可调谐光源结构示意图。

图2为本发明光谱可调谐光源的准直系统示意图。

图3为本发明光谱可调谐光源的色散系统示意图。

图4为本发明光谱可调谐光源的空间投影系统示意图。

图5为本发明光谱可调谐光源的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。