[发明专利]一种红外阵列辐射源校准装置及校准方法

说明书

本发明提出一种红外阵列辐射源校准装置及校准方法，装置包括光源系统、准直光学系统、平面反射镜、精密转台、会聚光学系统、红外图像采集系统、辐射探测系统、数据采集系统和计算机及测控系统。本发明采用被测红外阵列辐射源与参考黑体的比较的方法，参考黑体选用一级标准黑体，一级标准黑体可以直接溯源到凝固点黑体上，其温度稳定性±0.1℃/h，发射率可达0.995，极大的提高了测量的准确性，并减小了测量结果不确定度。本发明低背景源用于消除背景辐射，增加辐射探测系统的探测能力，提高系统的探测精度和稳定性，低背景源制成中空桶状，内部结构全部采用焊接密封，可以注入液氮用，为探测器提供一个冷背景，降低环境的辐射，提高信噪比。

技术领域

本发明属于光学计量领域，主要涉及红外阵列辐射源校准装置及其校准方法，尤其涉及红外阵列辐射源等效温度、光谱辐射亮度、面均匀性、像素温升温降时间、对比度、最小可分辨温差等参数的校准。

背景技术

红外阵列辐射源是一种动态红外辐射源，主要由阵列发光单元、计算机和控制系统组成，计算机生成可见光视频图像，控制系统驱动阵列发光单元发光，生成与实际军事目标形状、温度和速度等一致，比例缩小的红外视频目标，如动态的飞机、坦克等，红外阵列辐射源一般被放置在光学准直系统的焦面上，作为红外动态目标模拟器，模拟无穷远的红外目标，用于红外搜/跟光电武器系统室内动态仿真测试测试。

为了评估这些武器系统的性能，需要对其性能参数进行测试，室内红外动态仿真测试技术能够减少外场实验次数，降低研制周期和成本，且具有保密性，而且可以缩短项目研制周期，节省人力物力，对于红外导引头等武器系统的批量测试尤为重要，目前我国已经能够研制微电阻、微反射镜等型红外阵列辐射源，特别是我国自行研制的微电阻红外阵列辐射源，技术相当成熟，已达到比较高的水平，如分辨率最高可达256×256，(3～5)μm波段的最高等效温度可达600K，能够准确产生真实的红外目标。此外，我国研制的微反射镜红外阵列辐射源分辨率可达1024×768，辐射面尺寸为14mm×10.5mm，帧频最高可达200Hz，(3～5)μm波段的等效温度高达700K，生成的红外目标清晰、逼真，完全满足模拟目标所需要的红外和动态特性要求。

但红外阵列辐射源的校准装置与方法目前还没有公开报道，需要提出相关技术方案实现对红外阵列辐射源等效温度、光谱辐射亮度、面均匀性、对比度、最小可分辨温差等参数的校准。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种红外阵列辐射源校准装置及校准方法，实现红外阵列辐射源等效温度、光谱辐射亮度、面均匀性、对比度、最小可分辨温差的校准。

本发明的技术方案为：

所述一种红外阵列辐射源校准装置，其特征在于：包括光源系统(1)、准直光学系统(2)、平面反射镜(3)、精密转台(4)、会聚光学系统(5)、红外图像采集系统(6)、辐射探测系统(7)、数据采集系统(8)和计算机及测控系统(9)；

所述光源系统(1)由参考黑体、被测红外阵列辐射源及一维电动平移台构成，由一维电动平移台控制，能够依次将参考黑体和被测红外阵列辐射源移入测试光路；

所述准直光学系统(2)由光阑和平行光管组成，光阑限制进入准直光学系统的杂光，平行光管将参考黑体或被测红外阵列辐射源产生的光变为平行光；

所述平面反射镜(3)安装在精密转台(4)上，由准直光学系统转换的平行光入射到平面反射镜上，根据测试参数的需要，精密转台(4)控制平面反射镜(3)将入射光反射到会聚光学系统(5)或红外图像采集系统(6)，其中测试等效温度、光谱辐射亮度、面均匀性时，反射到会聚光学系统(5)，测试对比度以及最小可分辨温差时，反射到红外图像采集系统(6)；

所述会聚光学系统(5)会聚的光输入辐射探测系统(7)；所述辐射探测系统(7)由滤光片(7-1)、视场光阑(7-2)、斩波器(7-3)、椭球反射镜(7-4)、红外探测器(7-5)、低背景源(7-6)组成；