[实用新型]一种偏振辐射定标装置

说明书

技术领域

本专利涉及空间遥感技术、辐射定标技术，具体指一种使用于空间遥感仪器的地面偏振辐射定标试验装置，可应用于测量与确定偏振探测仪器、辐射探测仪器的偏振光参量与响应值之间的关系，具有光强稳定均匀、偏振态调节范围大(偏振度0～1，偏振角0°～360°)、测量精度高(优于1％)等优点。

背景技术

空间定量遥感仪器在应用之前，需要预先在地面完成定标试验，确定输入物理量与仪器测量响应值之间的关系。对于空间偏振探测仪器，要完成偏振辐射定标试验，确立入射偏振光Stokes参量与仪器响应值的关系，从而在应用时才能够依据测量值来得到入射偏振光的Stokes参量。

目前，关于偏振辐射的计量方面尚缺乏有关国家标准，如何构造标准偏振辐射源、如何传递偏振辐射标准尚属研究空白。

作为空间偏振探测仪器研制的领先国家，法国空间研究中心CNES在研制空间偏振探测仪器POLDER的过程中，进行了偏振辐射定标试验的研究。主要定标试验设备有：积分球、偏振系统和参考辐射计。其中关键的偏振系统用来产生不同偏振度和偏振角的偏振光，其主要构成部件是相互平行的两块玻璃板，可沿两个轴向调节旋转角度，沿一个轴向旋转可调节偏振度(0～0.5)，沿另一个轴向旋转可调节偏振角。该方法的优点是偏振度和偏振角调节方便，缺点是受玻璃板旋转角度限制、难以获得高偏振度偏振光，另外光线经过两块玻璃板折射和反射后、影响定标精度。

发明内容

本专利装置的目的是测量偏振探测仪器的偏振定标响应关系，解决偏振辐射源缺乏、无法进行偏振定标测量的问题。

该装置包括：离轴反射式平行光管1、光学隔振平台2、高亮度积分球3、标准偏振器4、内调焦准直望远镜5、安装支架6、偏振光计量仪7、数显万能转台8，其特征在于：

离轴反射式平行光管1用螺钉固定在光学隔振平台2上；所述的标准偏振器4安装在高亮度积分球3出光窗口，所述的安装支架6安装在数显万能转台8上，安装支架6具有0°、90°、±45°安装方式，数显万能转台8水平调节角度为0°～360°，偏振光计量仪7安装于数显万能转台8上，接收从标准偏振器4发出的标准偏振光；所述的离轴反射式平行光管1、高亮度积分球3、偏振光计量仪7的光轴对齐。

一种基于权利1所述的偏振辐射定标装置的测量数据处理方法，其特征在于，方法步骤如下：

1)高亮度积分球3与标准偏振器4配合产生标准偏振光。设置高亮度积分球3和标准偏振器4的状态，使得偏振光状态偏振度和偏振角确定；

2)被测仪器接收这种偏振光，产生一定的输出，对应一定的光强信号[I₁、I₂、I₃]；

3)偏振光计量仪7同样接收步骤1产生的偏振光，得到偏振光的斯托克斯参数[S₀、S₁、S₂]；

4)调整标准偏振器4的角度，重复步骤1)～3)，得到不同偏振状态的[I₁、I₂、I₃]与对应的[S₀、S₁、S₂]，从而建立两组变量之间的关系：

偏振辐射定标试验结果表明，该专利装置可测量偏振探测仪器对线偏振光的响应方程，与理论上的椭圆响应模型一致。经检验，辐射源的辐射稳定性优于0.2％，偏振度调节范围0～1，偏振角调节范围0°～360°，所标定的偏振测量精度结果优于1％。

附图说明

图1偏振辐射定标试验装置

图2偏振光计量曲线，图2(a)、图2(b)分别为偏振光Stokes参量S1、S2与偏振角的关系曲线

图3被测量仪器的偏振测量曲线，图3(a)、图3(b)、图3(c)分别为透射光强I1、I2、I3与偏振角的关系曲线

图4被测量仪器的偏振响应曲线，图4(a)、图4(b)、图4(c)分别为偏振光Stokes参量S1与透射光强I1、I2、I3的关系曲线

具体实施方式

本专利装置的测量试验方法是：

离轴反射式平行光管1安放在光学隔振平台2上，配合使用内调焦准直望远镜5，用于检验平行光管入射光与被测仪器光轴之间的准直性。

高亮度积分球3与标准偏振器4配合产生标准偏振光。被测仪器接收这种偏振光，被测仪器通过安装支架6安装于数显万能转台8上，这样可调节被测仪器接收的入射光角度。