CN100485330C - 一种成像光谱测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种成像光谱测量装置，尤其是一种对空间目标进行探测的成像光谱测量装置。本发明的技术解决方案是：本发明为一种成像光谱测量装置，该装置包括光谱成像相机，还包括有与光谱成像相机连接的光路测量补偿装置，该光路测量补偿装置包括反射镜和可变形镜DM，可变形镜DM设置在光谱成像相机的入射光路上，反射镜设置在可变形镜DM的入射光路上。本发明的目的在于提供一种成像光谱测量装置，解决背景技术中大气抖动、大气散射等使测量结果误差大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种成像光谱测量装置，尤其是一种对空间目标进行探测的成像光谱测量装置。
背景技术
在对空间目标的探测和侦察中，需要用光谱成像相机测量目标的光谱信息。然而将现有的光谱成像相机直接应用到空间目标时，由于大气抖动、大气散射等作用使得光波的波阵面受到扭曲，测量得到的目标光谱信息中存在较大的误差。并且在光谱成像相机的使用过程中，往往还忽视了相机本身由于制造、装调等生产原因产生的测量误差。上述测量过程中形成的误差用现在的计算模型很难进行模拟，而且也无法通过软件方法进行修复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成像光谱测量装置，其解决了背景技术中大气抖动、大气散射等使测量结果误差大的技术问题。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种成像光谱测量装置，包括光谱成像相机，其特殊之处在于：该装置还包括有与光谱成像相机连接的光路测量补偿装置，该光路测量补偿装置包括反射镜和可变形镜DM，可变形镜DM设置在光谱成像相机的入射光路上，反射镜设置在可变形镜DM的入射光路上。
上述光路测量补偿装置还包括有DM驱动回路、波相差测量单元、窄带滤光片和半透半反射镜，所述可变形镜DM通过DM驱动回路与波相差测量单元连接，所述半透半反射镜设置在光谱成像相机的出射光路上，所述窄带滤光片和波相差测量单元依次设置在半透半反射镜的反射光路上。
上述光谱成像相机的出射光路上设置有光谱信息接收单元。
上述反射镜的入射光路上设置有准直镜。
上述光谱成像相机为色散型光谱相机或干涉型光谱成像相机或者其他分光类型的光谱相机。
上述可变形镜DM是可变形平面镜或双压电晶片镜或可变形的膜镜或液晶镜。
上述DM驱动回路为压电式DM驱动回路或电致伸缩式DM驱动回路或磁致伸缩式DM驱动回路。
上述波相差测量单元为干涉仪或传感器。
上述干涉仪为点衍射干涉仪或迈克马则干涉仪或横向剪切干涉仪。
上述传感器为波阵面传感器或棱锥波阵面传感器或标准波阵面传感器。
本发明具有以下优点：
1、光谱测量的精度高。本发明将光路补偿技术应用于现在的光谱成像相机中，能够很好的解决大气抖动以及光路加工缺陷对测量目标光程差的影响，从而消除测量目标光谱的误差，提高光谱测量的精度。
2、可进行波相差的测量。本发明的光谱成像相机中，使用了窄带滤光片，能够从目标中获取准单色光，因此可进行波相差的测量。
3、可实时消除大气抖动等原因对测量结果造成的影响。本发明的光谱成像相机的光路中采用了半透半反射镜，能够对光路进行分光，在测量目标光谱信息的同时，还能够进行波相差的测量，实时的改变DM的形状，从而能够对波相差进行实时的补偿，使得该相机能够实时消除大气抖动等原因对测量结果造成的影响。
4、工作条件要求低。由于本发明可实时消除大气抖动等原因对测量结果造成的影响，所以在保证较高测量精度的条件下，本发明使用的工作环境的要求就大大降低了。
附图说明
图1是本发明的结构原理图。
具体实施方式
参见图1，本发明包括光谱成像相机5，与光谱成像相机5连接的光路测量补偿装置，该光路测量补偿装置包括反射镜3和可变形镜DM2(Deformable mirror)，可变形镜DM2设置在光谱成像相机5的入射光路上，反射镜3设置在可变形镜DM2的入射光路上，通过调整可变形镜DM2，即可实现光路中光程差的补偿，从而消除测量目标光谱的误差，提高光谱测量的精度。光路测量补偿装置中还包括有DM驱动回路1、波相差测量单元6、窄带滤光片4和半透半反射镜7，可变形镜DM2通过DM驱动回路1与波相差测量单元6连接，半透半反射镜7设置在光谱成像相机5的出射光路上，窄带滤光片4和波相差测量单元6依次设置在半透半反射镜7的反射光路上。半透半反射镜7能够对光谱成像相机5出射光路进行分光，从光谱成像相机5出射的光被分为两路，一路通过半透半反射镜7透射进入光谱信息接收单元8，另一通过半透半反射镜7反射通过窄带滤光片4进入波相差测量单元6，通过波相差测量单元6，可以对大气等原因造成的波相差的大小进行测量，根据波相差进行可变形镜DM2变形量的计算，然后由DM驱动回路1驱动调整可变形镜DM2，即可实现实时补偿光程差。为了提高系统的调制传递函数，在反射镜3的入射光路上还可以增加准直光路。
其中光谱成像相机5可采用色散型光谱相机或干涉型光谱成像相机或者其他分光形式的光谱成像相机。目标发出或是反射的光能量通过光谱成像相机5，就可以的到目标的光谱信息。
可变形镜DM2可以是薄的可变形平面镜、也可以是双压电晶片镜，还可以采用可变形的膜镜以及液晶镜等。
波相差测量单元6可采用干涉法或光传输的方法来测量波相差，如采用干涉法，波相差测量单元6可采用点衍射干涉仪PDI(Point DiffractionInterferometer)；迈克马则干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer)；横向剪切干涉仪(Lateral Shear Interferometer)等。如采用光传输的方法，波相差测量单元6可采用Shack-Hartmann波阵面传感器、棱锥波阵面传感器、标准波阵面传感器等。
可变形镜DM2的驱动方式主要可有：压电式Piezoelectric(PZT)，电致伸缩式Electrostrictive(PMN)，磁致伸缩式agnetostrictive(Terfenol-D)等。
光谱信息接收单元8可采用CCD探测器。
Claims (8)
1、一种成像光谱测量装置，包括光谱成像相机，其特征在于：该装置还包括有与光谱成像相机连接的光路测量补偿装置，该光路测量补偿装置包括反射镜和可变形镜DM，所述可变形镜DM设置在光谱成像相机的入射光路上，所述反射镜设置在可变形镜DM的入射光路上；
所述光路测量补偿装置还包括有DM驱动回路、波相差测量单元、窄带滤光片和半透半反射镜，所述可变形镜DM通过DM驱动回路与波相差测量单元连接，所述半透半反射镜设置在光谱成像相机的出射光路上，所述窄带滤光片和波相差测量单元依次设置在半透半反射镜的反射光路上；
所述光谱成像相机的出射光路上设置有光谱信息接收单元。
2、根据权利要求1所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述反射镜的入射光路上设置有准直镜。
3、根据权利要求1或2所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述光谱成像相机为色散型光谱相机或干涉型光谱成像相机。
4、根据权利要求1或2所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述可变形镜DM是可变形平面镜或双压电晶片镜或可变形的膜镜或液晶镜。
5、根据权利要求1或2所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述DM驱动回路为压电式DM驱动回路或电致伸缩式DM驱动回路或磁致伸缩式DM驱动回路。
6、根据权利要求1或2所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述波相差测量单元为干涉仪或传感器。
7、根据权利要求6所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述干涉仪为点衍射干涉仪或迈克马则干涉仪或横向剪切干涉仪。
8、根据权利要求6所述的一种成像光谱测量装置，其特征在于：所述传感器为波阵面传感器或棱锥波阵面传感器或标准波阵面传感器。
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