[发明专利]长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法

权利要求书

1.长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于，采用黑体和聚丙烯薄膜对傅里叶变换式长波红外成像光谱仪进行辐射和光谱一体化定标。

2.根据权利要求1所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于，一体化定标步骤如下：

步骤a)将黑体辐射面贴近到长波红外成像光谱仪入瞳口；

步骤b)采集若干组温度下黑体以及将聚丙烯薄膜覆盖在黑体表面的干涉数据；

步骤c)对步骤b取得的干涉数据分别进行傅里叶变换，得到若干组温度下黑体和聚丙烯薄膜的测量光谱数据；

步骤d)提取步骤c得到的黑体测量光谱数据，采用两点定标法求取长波红外成像光谱仪的辐射增益G(σ)和辐射偏置O(σ)，得到长波红外成像光谱仪的响应函数M(σ)，实现长波红外成像光谱仪的辐射定标；

步骤e)对同一温度下聚丙烯薄膜以及黑体光谱数据求差值，得到聚丙烯薄膜的特征吸收峰位置坐标；

步骤f)通过光谱定标原理计算特征吸收峰位置坐标在长波红外波段范围内对应的光谱位置，并与聚丙烯材料的标准谱线进行比较，实现成像光谱仪的光谱定标。

3.根据权利要求2所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述长波红外成像光谱仪的波长范围为8到11μm，光谱分辨率在0.25cm^-1以下。

4.根据权利要求2所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述步骤d中确定长波红外成像光谱仪的辐射增益G(σ)和辐射偏置O(σ)的过程即为辐射定标的过程。

5.根据权利要求4所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述响应函数M(σ)＝辐射增益G(σ)*入射光谱辐射亮度L(σ，T)+辐射偏置O(σ)。

6.根据权利要求2所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述步骤d中两点定标法求取长波红外成像光谱仪的辐射增益G(σ)和辐射偏置O(σ)是通过测量两个高低温黑体的辐射来求解的辐射增益G(σ)和辐射偏置O(σ)。

7.根据权利要求5所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述低温的黑体测量值M_C(σ)＝辐射增益G(σ)*低温黑体的光谱辐射亮度L_BB，C(σ，T_C)+辐射偏置O(σ)，所述高温的黑体测量值M_H(σ)＝辐射增益G(σ)*高温黑体的光谱辐射亮度L_BB，H(σ，T_H)+辐射偏置O(σ)。

8.根据权利要求2所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述步骤c中对于傅里叶变换，干涉数据中波长的干涉条纹在频域空间对应一条谱线；设干涉数据中包含n个波数成分：σ₁，σ₂，σ₃…σ_x，经过傅里叶变换后，在频域空间它们的谱线位置分别为：x₁,x₂,x₃,…x_n，由于干涉光程差是线性变化的，所以傅里叶变换之后的波数也是线性分布的，并且具有如下比例关系：

9.根据权利要求2所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述黑体为面源黑体，其辐射面尺寸为8cm×8cm、最高温度100℃、发射率0.96。

10.根据权利要求2所述的长波红外成像光谱仪的辐射和光谱一体化定标方法，其特征在于：所述步骤a中黑体辐射面贴近到长波红外成像光谱仪入瞳口需使黑体辐射面充满视场。