[实用新型]一种高光谱激光雷达目标样品试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及遥感领域，特别是涉及一种高光谱激光雷达目标样品试验装置。

背景技术

物体表面对电磁波的反射有三种形式：镜面反射、漫反射和方向反射。镜面反射指反射角等于入射角，反射能量集中在一个方向；漫反射指整个表面都均匀地向各向反射入射光；方向反射介于漫反射和镜面反射之间，各向都有反射，但各向反射强度不均一。

实际上多数自然表面对辐射的波长而言都是粗糙表面。当目标物的表面足够粗糙，以至于它对太阳短波辐射的反射辐射亮度在以目标物的中心的2π空间中呈常数，即反射辐射亮度不随观测角度而变，我们称该物体为漫反射体，亦称朗伯体。漫反射又称朗伯(Lambert)反射，也称各向同性反射。介于漫反射和镜面反射之间反射称为方向反射，也称非朗伯反射。产生方向反射的物体在自然界中占绝大多数，即它们对太阳辐射的散射具有各向异性性质。当遥感应用进入定量遥感阶段，我们必须抛弃“目标是朗伯体”的假设。目前大部分应用还都采用朗伯近似。描述方向反射不能简单用反射率表述，因为各方向的反射率都不一样。对遥感应用的目标即非朗伯体而言，它对太阳/光源辐射的反射、散射能力不仅随波长而变，同时亦随空间方向而变。

目标样品的波谱特征是指该地物对光源的反射、散射能力随波长而变的规律。地物波谱特征与地物的组成成份，物体内部的结构关系密切，通俗讲地物波谱特征也就是地物的颜色特征。目标样品的的波谱特征是指特定入射角度和观测角度下的测量值，包含其材料的波谱特征及其空间结构特征这两个要素。

而目标样品的方向特征是用来描述目标样品对光源反射、散射能力在方向空间变化的，这种空间变化特征主要决定于两种因素，其一是物体的表面粗糙度，它不仅取决于表面平均粗糙高度值与电磁波波长之间的比例关系，而且还与视角关系密切。

高光谱激光雷达的光源为宽谱的脉冲激光，相比传统光谱仪器测量的光谱而言，积分时间极短，其光谱测量需要上升时间极其短的光电器件。专利201110178750.4和200910243719.7是测量以太阳光光光源的地物的多角度信息的设备，不适合于脉冲激光雷达的应用。为了研究高光谱激光雷达在植被生化组分及结构参数探测中的应用，有必要研究目标样品的光谱多角度信息，从而实现对复杂植被的结构和生化组分信息的精确探测。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高光谱激光雷达目标样品试验装置，用于试验研究目标样品的在脉冲激光光源照射下的光谱多角度信息，从而为宽谱脉冲激光雷达的散射截面计算，对复杂植被的结构和生化组分信息的精确探测提供基础数据。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高光谱激光雷达目标样品试验装置，其包括：

脉冲式超连续谱激光光源；激光源二维转角装置；发散角可调的电调准直器；连接脉冲式超连续谱激光光源和电调准直器的微结构晶体光纤；载物转台；探测器转角装置；固定在探测器支架上端的回波收集装置；探测装置；连接激光源二维转角装置、电调准直器、探测器转角装置、载物转台、探测装置的控制中心；

作为上述技术方案的优选，激光源二维转角装置包括光源水平转台、光源竖直转台、水平支架和竖直支架；

作为上述技术方案的优选，电调准直器固定于所述激光源二维转角装置的竖直支架的上端，

作为上述技术方案的优选，载物转台呈水平方向安装于光源水平转台的上方，包括载物电动旋转台及固定于载物旋转台上的样品载物盘。

作为上述技术方案的优选，探测器转角装置包括探测竖直转台及安装于探测竖直转台上的可伸缩的探测器支架，所述可伸缩探测器支架采用滑块导轨结构，用于调节探测视场。

作为上述技术方案的优选，回波收集装置包括镜筒、镜筒前端安装的石英双凸透镜、前后位置可调的聚焦后背、集光光纤，所述集光光纤的一端连接到聚焦后背的中心，该中心同时也是探测目标的成像焦点。