[发明专利]用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置

说明书

本发明提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置。该用于火星表面成分探测仪的波长修正方法包括：根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；根据预设拟合函数、多个预定校准线漂移量和多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及根据预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的目标激光诱导击穿光谱的波长值。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，更具体地涉及一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置。

背景技术

激光诱导击穿光谱（LIBS，Laser Induced Breakdown Spectroscopy）是一种物质成分快速分析技术，其原理是通过激光烧蚀目标表面形成高温等离子体进而获取其原子发射光谱，根据光谱可以得到目标的元素组成。这一技术的优势是分析速度快、无需对探测样本进行预处理以及可在一定距离上远程探测。自问世以来，由于这些优点，LIBS技术被广泛用于地球科学的各个领域，并已成功用于行星探测。

火星表面成分探测仪（MarSCoDe，Mars Surface Composition DetectionPackage）主要功能就是LIBS，即物质成分快速分析；同时整合了短波红外被动光谱和显微成像仪。MarSCoDe LIBS包含了UV（Ultraviolet，紫外光谱范围）、VIO（Violet，紫光光谱范围）以及VNIR （Visible and near-infrared，可见近红外光谱范围）3个通道，每个通道由1800个像元（pixel）组成，平均采样间隔分别为0.067 nm/pixel、0.13 nm/pixel、0.2 nm/pixel，分别覆盖240-340nm、340-540nm、540-850nm的波长范围。

由于火星表面工作环境的温度、气压等条件与地球存在较大的差异，在火星表面开展工作时MarSCoDe（火星表面成分探测仪）直接获得的数据可能发生以下问题，如波长的左右漂移、谱线展宽变化等。其中，波长漂移会显著影响后续的光谱分析。由于光谱定性、定量分析均基于对谱线波长值的准确识别，漂移后的光谱会因为波长值不准导致将谱线错判为其他的谱线，或识别为实际并不存在的元素，造成对探测目标物质组成的错误判断。

然而，现有的波长定标方法无法给出准确的探测目标波长值。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法和装置。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于火星表面成分探测仪的波长修正方法，包括：根据预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线，确定多个预定校准线的漂移量；根据光谱仪探测器的探测数据，确定预设光谱中与多个通道对应的光谱仪探测器温度值，得到多个光谱仪探测器温度值；根据预设拟合函数、所述多个预定校准线漂移量和所述多个光谱仪探测器温度值，确定温度值与校准线漂移量之间的预定拟合参数；以及根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。

根据本发明的实施例，所述根据所述预定拟合参数对目标激光诱导击穿光谱的波长值进行修正处理，得到修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值，包括：确定所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值和像元值；根据所述目标激光诱导击穿光谱的探测器温度值、所述预定拟合参数和所述预设函数，确定校准线漂移量；根据所述校准线漂移量，确定所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量；以及根据所述目标激光诱导击穿光谱的像元值和所述目标激光诱导击穿光谱中与像元对应的漂移量，确定修正后的所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。

根据本发明的实施例，方法还包括：获取所述目标激光诱导击穿光谱的波长值。

根据本发明的实施例，方法还包括：根据实验室基准光谱，确定预设光谱中与多个通道各像元对应的预定校准线。