CN101251477A - 凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置，包括光源，单色仪，及由柱透镜，光纤束，导光板，漫反射白板，透射式漫射板构成的面光源组件。本发明特点在于通过由柱透镜，光纤束，导光板，漫反射白板，透射式漫射板构成的面光源组件将波长可调的单色光变成均匀的面光源，满足凝视型成像光谱仪光谱定标的全视场定标要求。本发明装置特别适用于基于声光可调滤光器、渐变滤光片等分光的凝视型的成像光谱仪全视场的光谱定标。

Description

凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置

技术领域

本发明涉及光谱定标技术，具体是指一种凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置，它特别适用于基于声光可调滤光器、渐变滤光片等分光的凝视型的成像光谱仪可见光及短波红外波段的全视场的光谱定标。

背景技术

成像光谱仪是近年来随着对地观测的需要和光电技术的进步而发展起来的新一代遥感仪器，它将传统二维成像遥感技术与光谱仪技术有机结合在一起，能在获取所观测对象二维空间信息的同时，以高光谱分辨率获取目标的光谱图像。由于所获得的光谱图像数据中含有与被观测目标组分有关的光谱信息，可以揭示地物的光谱特性、存在状况以及物质成分，从而使直接识别成像目标成为可能，因此，在大气、海洋和陆地等观测中得到广泛的应用。

凝视型成像光谱仪采用声光可调滤波器，楔型滤光片等器件作为分光元件，与扫描式、推帚式成像光谱仪器相比，具有灵敏度高的特点，在一部分应用领域具备独特优势。为了使获得的信息具有真实可靠性，成像光谱仪必须作定标校准。现有用于成像光谱仪的光谱定标的装置大多数由单色仪及平行光管构成，主要是适应于扫描式成像光谱仪器光谱定标的装置，用此类光谱定标装置进行凝视型成像光谱仪的光谱定标，耗时耗力，仅能选取几个瞬时视场进行光谱定标，无法清楚地全面校准成像光谱仪的特性。总而言之，为满足凝视型成像光谱仪全视场光谱定标的需要，现有的一些定标装置显得相对不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种全视场的光谱定标装置，解决凝视型成像光谱仪全视场光谱定标的技术问题。

本发明的光谱定标装置如附图1所示，它由光源1、单色仪2、柱透镜31、线列光纤束32、导光板33、漫反射白板34和透射型漫射板35组成。光源1的发光光谱范围涵盖待定标光谱成像仪的工作谱宽，在可见和短波红外波段，采用卤钨灯作为光源；单色仪2将光源1发出的光转换成光谱定标用单色光；柱面镜31将单色仪2发出的单色光耦合进线列光纤束32；导光板33在可见光波段采用有机玻璃或光学塑料制成，在短波红外波段采用石英玻璃材料制成。本发明的光谱定标装置工作原理如下：光源1发出的光进入单色仪2形成单色光从单色仪出射狭缝出射；柱透镜31将其耦合进线列光纤束32形成线型排列的多光束；该组光束从导光板33侧面入射进入导光板33，导光板33对进入导光板的光进行反射与折射，在此过程中，导光板33内部的微结构破坏入射光的全反射，将线光源或者点光源转化为面光源从其上表面出射；漫反射白板34放置于导光板一面，将从导光板33溢出的光反射回导光板33，增加光源利用率，提高光的均匀性；透射型漫射板35放置于导光板的另一面，进一步提高出射光的均匀性，漫反射白板34、导光板33、透射型漫射板35组合使用，形成一个均匀的单色面光源，利用该单色面光源对光谱成像仪进行光谱定标。

本发明的特点在于：使用柱透镜及光纤束将单色光源变成线阵排列的多光束，同时，利用侧光式导光板及单色仪组合，产生波长可调的单色的均匀面光源，从而满足凝视型成像光谱仪的全视场的光谱定标需要。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图；

图中：1——光源；

      2——单色仪；

    31——柱面镜；

    32——线列光纤束；

    33——导光板；

    34——漫反射白板；

    35——透射型漫射板；

    4——待定标成像光谱仪。

图2是本发明中实施例中所用导光板33导光原理示意图；

图中：331——导光网点。

具体实施方式

下面根据附图1给出本发明一个较好实施例，用以说明本发明的结构特征和实施方法，而不是用来限定本发明的范围。

凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置包括如下几个部分：

1)光源1：在本实施方案中选择Newport公司的oriel 7340系列可见至短波红外光源。

2)单色仪2：本实施方案中选择Newport公司的cornerstone 260单色仪，产生0.1nm光谱分辨率的单色光。

3)柱透镜31：柱透镜为自行设计加工，焦距为50mm，口径10mm，使用石英材料，它将从单色仪出射狭缝出射的光耦合进入线列光纤束32。

4)线列光纤束32：光纤束由南京春晖科技实业有限公司制作，其一端排列成圆型的中心对称状，单色仪2出射的光由柱透镜31耦合进光纤束，光纤束的另一端排列成线形，因此进入光纤束的辐射成线状的多束细小光束出射。

5)导光板33：由光纤束32出射的线状排列的多束细小光束，从侧面进入导光板，导光板实现将其变为均匀面源的目的。如图2所示，本实施例使用矩形导光板，其材料为石英，其折射率为1.458，大于外界空气折射率，光线大于临界角入射时在导光板内部以全反射的方式传播，在平滑的导光板面上加入导光网点331，入射至导光网点331光产生漫反射，从而破坏全反射让光从导光板一面出射。一般来说，导光板近端面网点较小，较疏，远端面较大，较密，从而过到使点或线光源变为均匀面光源的目的。

6)漫反射白板34：安徽光机所制作，放置于导光板一面，将从导光板溢出的光反射回导光板，起到增加光源利用率及提高匀光性的作用。

7)透射型漫射板35：安微光机所制作，放置于导光板的另一面，起到提高出射光的匀光性作用。

如上所述，凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置产生波长可调的均匀的单色面光源，进入到待定标凝视型成像光谱仪器中，实现成像光谱仪全光路、全孔径、全视场的高精度光谱定标。

Claims (3)

1. 一种凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置，它由光源(1)、单色仪(2)、柱面镜(31)、线列光纤束(32)、导光板(33)、漫反射白板(34)，透射式漫射板(35)组成，其特征在于：由柱透镜(31)，光纤束(32)，导光板(33)，漫反射白板(34)，透射式漫射板(35)构成的面光源组件将波长可调的单色光变成均匀的对凝视型成像光谱仪全视场光谱定标的面光源。

2. 根据权利要求1所述的一种凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置，其特征在于：所说的光源(1)采用卤钨灯作为光源。

3. 根据权利要求1所述的一种凝视型成像光谱仪全视场光谱定标装置，其特征在于：所说的导光板(33)在可见光波段采用有机玻璃或光学塑料制成，在短波红外波段采用石英玻璃材料制成。

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