CN106768855B - 一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 - Google Patents
一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106768855B CN106768855B CN201610998172.1A CN201610998172A CN106768855B CN 106768855 B CN106768855 B CN 106768855B CN 201610998172 A CN201610998172 A CN 201610998172A CN 106768855 B CN106768855 B CN 106768855B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heavy caliber
- radiometer
- light beam
- spectral responsivity
- scanning probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 241000218606 Pinus contorta Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000000673 shore pine Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/08—Arrangements of light sources specially adapted for photometry standard sources, also using luminescent or radioactive material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/0219—Electrical interface; User interface
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0403—Mechanical elements; Supports for optical elements; Scanning arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0411—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using focussing or collimating elements, i.e. lenses or mirrors; Aberration correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0444—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using means for replacing an element by another, e.g. for replacing a filter or grating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0448—Adjustable, e.g. focussing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0488—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0208—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using focussing or collimating elements, e.g. lenses or mirrors; performing aberration correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/021—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0254—Spectrometers, other than colorimeters, making use of an integrating sphere
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J2001/0481—Preset integrating sphere or cavity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/08—Arrangements of light sources specially adapted for photometry standard sources, also using luminescent or radioactive material
- G01J2001/083—Testing response of detector
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
- G01J2001/4261—Scan through beam in order to obtain a cross-sectional profile of the beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
本发明涉及光学计量测试领域,具体涉及一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法,采用单色仪产生单色光,再入射到小口径积分球,最后由准直系统进行扩束后产生大口径均匀单色平行光,利用小口径光束扫描探测法,实现大口径辐射计的光谱响应度测量。与现有技术相比,采用小口径光束扫描探测法,可以实现大口径辐射计的绝对光谱响应度测量,同时基于建立的标准大口径辐射计,利用比对法实现被测大口径辐射计光谱响应度的测量,使得测量过程简单,实验方便,大大减少测量时间。
Description
技术领域
本发明涉及光学计量测试领域,具体涉及一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法。
背景技术
光谱响应测量主要用于测量光电探测器或光电仪器的某个波段的光谱响应曲线,判断光谱响应曲线是否满足用户要求,并在将实际光谱响应曲线用于数据反演和目标判别。整机系统光谱响应特征是光电仪器最重要的特性之一,综合反映仪器的探测能力。
空间光学相机是空间光学遥感技术领域重要的光电载荷之一,它可以搭载在各种飞行器上,在可见光到短波红外不受疆域的限制从空中对军事设施、战略武器的发展、冲突和危机地区的军事态势变化进行拍照监测。空间光学相机也可广泛应用于精确制图、城市规划、土地利用、资源管理、环境监测和地理信息服务等民用领域,促进国民经济的发展。空间光学定标装置中采用与相机口径匹配的大口径辐射计实现对相机光谱响应度的定标,而目前国内的空间光学相机研制单位采用分项溯源的办法解决大口径光谱辐射计的量值溯源,即通过对探测器光谱响应度校准和光学系统反射率(或透过率)分别进行校准来计算大口径的光谱辐射计的光谱响应度,这种分项溯源的方法增加了大口径辐射计光谱响应度的测量不确定度。
光电仪器系统的相对光谱响应有两种方法获得,分项测量计算法和实测法。分项测量计算法指按照波长将系统中信号光经过的各光学零件(含反射镜、透镜、窗口)和探测器的光谱响应进行独立测量,再逐个相乘,然后归一化得到系统的相对光谱响应。它的优点是理论性强,算法简便。但无论是反射镜还是透镜,计算时输入的数据大多采用正入射时的数据。这种方法未考虑全口径实际情况下,由于入射角度不同,带来不同波长在实际透过率和实际反射率上的差异,也未考虑光学系统偏振、杂散光等因素的实际影响。而实测系统的光谱响应恰恰能弥补这个不足,得到光谱响应的真实值。但是,目前在大口径辐射计光谱响应度测量方法中,主要采用分项测量计算的办法得到大口径光谱辐射计的光谱响应度。虽然现有技术给出了一种整机光谱响应测试方法,但是没有解决辅助光学系统的影响问题,同时只能测量相对光谱响应度。
发明内容
目前在大口径辐射计光谱响应度测量方法中,主要采用分项测量计算的办法得到大口径光谱辐射计的光谱响应度。这种方法未考虑实际全口径情况下,由于入射角度不同,带来不同波长在实际透过率和实际反射率上的差异,也未考虑光学系统偏振、装调、杂散光等因素的实际影响。根据现有技术的不足,本发明提供了一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置,用于测量待测大口径辐射计(6),包括大口径单色平行光源(1)、光束扫描探测装置(2)、标准大口径辐射计(3)、电动平移台(4)、处理计算机(5);
所述的大口径单色平行光源(1)用于输出大口径单色平行光束,大口径单色平行光束通过光束扫描探测装置(2)后,再通过平行安装在电动平移台(4)上的标准大口径辐射计(3)或待测大口径辐射计(6);
所述的光束扫描探测装置(2)用于测量所述大口径单色平行光束的光功率;
所述的光束扫描探测装置(2)、标准大口径辐射计(3)、待测大口径辐射计(6)的输出端与所述处理计算机(5)的输入端相连,所述处理计算机(5)用于计算所述标准大口径辐射计(3)和所述待测大口径辐射计(6)的光谱响应度;
所述标准大口径辐射计(3)的光谱响应度测量结果用于为所述待测大口径辐射计(6)的光谱响应度测量结果提供比对标准;
所述的电动平移台(4)用于移动所述标准大口径辐射计(3)和所述待测大口径辐射计(6)的位置。
作为优选,所述大口径单色平行光源(1)由卤钨灯光源(11)、聚焦系统(12)、滤光系统(13)、单色仪(14)、积分球(15)和准直系统(16)组成;卤钨灯光源(11)出射光束经聚焦系统(12)会聚后,进入单色仪(14)入缝,所述聚焦系统(12)的F数与所述单色仪(14)光学系统的F数匹配;入射光束经过单色仪(14)分光后,经过单色仪(14)出缝入射到一个小口径积分球(15);所述积分球(15)的出口位于准直系统(16)的焦点处,经准直系统(16)进行扩束后转换为大口径平行光,所述准直系统(16)的F数与所述单色仪(14)光学系统的F数匹配。
作为优选,所述单色仪(14)入缝前设置有滤光系统(13)。
作为优选,所述光束扫描探测装置(2)由光阑(21)、标准探测器(22)及电控三维位移台(23)组成;所述光阑(21)位于标准探测器(22)前,用于限制测试光束的大小;所述标准探测器探测得到经过光阑后的小口径平行光束的光功率;所述电控三维位移台(23)用于控制光阑(21)和标准探测器(22)的位置,其行程取决于扫描的路径长度,即大口径平行光源(1)出射光束的口径。
作为优选,所述标准探测器(22)可单独移出光路。
作为优选,所述光阑(21)根据待测大口径辐射计(6)的通光口径大小选择。
一种大口径辐射计的光谱响应度测量方法,使用上述大口径辐射计的光谱响应度测量装置进行测量,包括如下步骤:
S1:测量大口径单色平行光源(1)出射光束的光功率;
S2:测量标准大口径辐射计(3)输出信号;
S3:测量计算得到标准大口径辐射计(3)的小口径平行光束照明下的光谱响应度;
S4:调整光束扫描探测装置(2)的位置,测量标准大口径辐射计(3)通光口径范围内其它位置处的光谱响应度;
S5:计算得到标准大口径辐射计(3)的全口径光谱响应度;
S6:测量计算待测大口径辐射计(6)光谱响应度。
作为优选,上述步骤S2、S3、S4和S5在首次使用后可省略,在使用一段时间后需再次进行。
本发明的大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法,具有如下优点:
(1)采用小口径光束扫描探测法,可以实现大口径辐射计的绝对光谱响应度测量;
(2)克服了分项测量计算法难以评价光学系统装调、杂散光等影响;
(3)通过建立一套标准大口径辐射计,利用比对法实现被测大口径辐射计的测量,实现一种测量简单、方便的大口径辐射计光谱响应度测量方法。
附图说明
图1为本发明的对标准大口径辐射计进行测量的装置结构示意图;
图2为本发明的对待测大口径辐射计进行测量的装置结构示意图;
图3为本发明的大口径单色平行光源的结构示意图;
图4为本发明的光束扫描探测装置的结构示意图;
图5为本发明的光束扫描探测装置进行光束扫描时的扫描过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明:
实施例1:
如图1、2所示,本实施例的大口径辐射计的光谱响应度测量装置,用于测量待测大口径辐射计6,包括大口径单色平行光源1、光束扫描探测装置2、标准大口径辐射计3、电动平移台4、处理计算机5。
大口径单色平行光源1用于输出大口径单色平行光束,大口径单色平行光束通过光束扫描探测装置2后,再通过平行安装在电动平移台4上的标准大口径辐射计3或待测大口径辐射计6。
光束扫描探测装置2用于测量所述大口径单色平行光束的光功率。
光束扫描探测装置2、标准大口径辐射计3、待测大口径辐射计6的输出端与处理计算机5的输入端相连,处理计算机5用于计算标准大口径辐射计3和待测大口径辐射计6的光谱响应度。
标准大口径辐射计3的光谱响应度测量结果用于为所述待测大口径辐射计6的光谱响应度测量结果提供比对标准。
电动平移台4用于移动标准大口径辐射计3和待测大口径辐射计6的位置。
实施例2:
如图3所示,在实施例1的基础上,本实施例中的大口径单色平行光源1由卤钨灯光源11、聚焦系统12、滤光系统13、单色仪14、积分球15和准直系统16组成。
卤钨灯光源11出射光束经聚焦系统12会聚后,进入单色仪14入缝,聚焦系统12的F数与所述单色仪14光学系统的F数匹配,使单色仪性能最佳。
入射光束经过单色仪14分光后,经过单色仪14出缝入射到一个小口径积分球15,可以提高出射光束的均匀性。
积分球15的出口位于准直系统16的焦点处,经准直系统16进行扩束后转换为大口径平行光,所述准直系统16的F数与所述单色仪14光学系统的F数匹配。
单色仪14入缝前设置有滤光系统13,可以控制透过光束的波段范围减少单色仪多级衍射的影响。
其中,单色仪采用C-T结构设计,光谱范围为400nm~1000nm,光谱分辨率为0.2nm,波长精度为2nm,光学系统F数为4,积分球内径为50mm,开口直径最大为10mm,后置准直系统焦距为1200mm,有效口径为300mm。
实施例3:
如图4所示,在实施例1或2的基础上,本实施例中的光束扫描探测装置2由光阑21、标准探测器22及电控三维位移台23组成。
光阑21位于标准探测器22前,用于限制测试光束的大小;标准探测器探测得到经过光阑后的小口径平行光束的光功率。
电控三维位移台23用于控制光阑21和标准探测器22的位置,其行程取决于扫描的路径长度,即大口径平行光源1出射光束的口径。
其中,标准探测器22可单独移出光路,光阑21根据待测大口径辐射计6的通光口径大小选择。光阑通光口径为D=10mm,标准探测器采用滨松光电二极管,型号为S2281,电控三维位移台的水平和垂直方向量程范围为400mm,分辨率为5μm。
实施例4:
在实施例1或2或3的基础上,本实施例中的标准大口径辐射计设计,采用卡式结构设计,光谱范围为400nm~1100nm,有效通光口径大于300mm,焦距为1500mm,视场为0.4°。
实施例5:
本实施例为大口径辐射计的光谱响应度测量方法,使用实施例1-4中任一项所述的大口径辐射计的光谱响应度测量装置进行测量,包括如下步骤:
步骤一:测量大口径单色平行光源1出射光束的光功率;
如图1所示,调整光路,打开卤钨灯光源电源11,设置单色仪14的输出波长及光谱分辨率,将光束扫描探测装置2置于出射平行光束的正前方;如图4所示,调整光束扫描探测装置2,使平行光束垂直通过光阑21,处理计算机5控制标准探测器22探测得到经过光阑21后的小口径平行光束的光功率为
步骤二:测量标准大口径辐射计3输出信号;
调整光束扫描探测装置2中标准探测器22使其移出光路,此时经过光阑21后的小口径平行光束入射到标准大口径辐射计3,保证同步骤一中的光束口径和位置相同,处理计算机5控制记录标准大口径辐射计3的输出信号S2(λ)。
步骤三:测量计算得到标准大口径辐射计3的小口径平行光束照明下的光谱响应度;
根据步骤一和步骤二,可以计算得到小口径平行光束照明情况下的标准大口径辐射计3的光谱响应度为
步骤四:调整光束扫描探测装置2的位置,测量标准大口径辐射计3通光口径范围内其它位置处的光谱响应度。
扫描过程如图5所示:光束扫描探测装置2中电控三维平移台23的位置的调整路径为,使测试光束的投影从光束扫描探测装置2的左上角开始,按照水平向右移动至最右、下移一行、再水平向左移动至最左、再下移一行的顺序重复,直至测试光束的投影移动至光束扫描探测装置2的右下角。
调整光束扫描探测装置2中电控三维平移台23的位置,重复步骤一、步骤二、步骤三,得到标准大口径辐射计3通光口径范围内其它位置处的光谱响应度
步骤五:计算得到标准大口径辐射计3的全口径光谱响应度;
公式中ρ为权重因子,N为总的测量点数。
步骤六:测量并计算待测大口径辐射计6光谱响应度;
按图2所示重新调整测试光路,根据待测大口径辐射计6的工作波段范围及测试要求,设置单色仪14的输出波长及光谱分辨率,将标准大口径辐射计3置于出射平行光束正前方,调整标准大口径辐射计3,使其光轴与大口径单色光源1的出射平行光束一致,处理计算机5控制记录标准大口径辐射计3的输出信号St(λ)。
电动平移台4控制待测大口径辐射计6移入光路,调整后记录待测大口径辐射计6的输出信号Sm(λ)。
则待测大口径辐射计6的光谱响应度为
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明,对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。
应当理解的是,本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
Claims (3)
1.一种大口径辐射计的光谱响应度测量方法,使用大口径辐射计的光谱响应度测量装置进行测量,其特征在于:包括以下步骤:
S1:测量大口径单色平行光源(1)出射光束的光功率;
打开卤钨灯光源电源(11),设置单色仪(14)的输出波长及光谱分辨率,将光束扫描探测装置(2)置于出射平行光束的正前方,调整光束扫描探测装置(2),使平行光束垂直通过光阑(21),处理计算机(5)控制标准探测器(22)探测得到经过光阑(21)后的小口径平行光束的光功率为
S2:测量标准大口径辐射计(3)输出信号;
调整光束扫描探测装置(2)中标准探测器(22)使其移出光路,此时经过光阑(21)后的小口径平行光束入射到标准大口径辐射计(3),保证同步骤S1中的光束口径和位置相同,处理计算机(5)控制记录标准大口径辐射计(3)的输出信号S2(λ);
S3:测量计算得到标准大口径辐射计(3)的小口径平行光束照明下的光谱响应度;
根据步骤S1和S2,可以计算得到小口径平行光束照明情况下的标准大口径辐射计(3)的光谱响应度为
S4:调整光束扫描探测装置(2)的位置,测量标准大口径辐射计(3)通光口径范围内其它位置处的光谱响应度;
调整光束扫描探测装置(2)中电控三维平移台(23)的位置,重复步骤S1、S2、S3,得到标准大口径辐射计(3)通光口径范围内其它位置处的光谱响应度
S5:计算得到标准大口径辐射计(3)的全口径光谱响应度;
公式中ρ为权重因子,N为总的测量点数;
S6:测量计算待测大口径辐射计(6)光谱响应度;
扫描过程:光束扫描探测装置中电控三维平移台的位置的调整路径为,使测试光束的投影从光束扫描探测装置的左上角开始,按照水平向右移动至最右、下移一行、再水平向左移动至最左、再下移一行的顺序重复,直至测试光束的投影移动至光束扫描探测装置的右下角;
根据待测大口径辐射计(6)的工作波段范围及测试要求,设置单色仪(14)的输出波长及光谱分辨率,将标准大口径辐射计(3)置于出射平行光束正前方,调整标准大口径辐射计(3),使其光轴与大口径单色光源(1)的出射平行光束一致,处理计算机(5)控制记录标准大口径辐射计(3)的输出信号St(λ),电动平移台(4)控制待测大口径辐射计(6)移入光路,调整后记录待测大口径辐射计(6)的输出信号Sm(λ),则待测大口径辐射计(6)的光谱响应度为
2.如权利要求1所述的一种大口径辐射计的光谱响应度测量方法,其特征在于:所述步骤S2、S3、S4和S5在首次使用后可省略,在使用一段时间后需再次进行。
3.如权利要求1所述的一种大口径辐射计的光谱响应度测量方法,其特征在于:所述步骤S4中光束扫描探测装置(2)中电控三维平移台(23)的位置的调整路径为,使测试光束的投影从光束扫描探测装置(2)的左上角开始,按照水平向右移动至最右,下移一行,再水平向左移动至最左,再下移一行的顺序重复,直至测试光束的投影移动至光束扫描探测装置(2)的右下角。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610998172.1A CN106768855B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 |
PCT/CN2016/107242 WO2018086161A1 (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-25 | 一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 |
EP16921303.0A EP3421953B1 (en) | 2016-11-14 | 2016-11-25 | Measurement device and method for spectral responsivity of large-aperture radiometer |
RU2018132024A RU2705767C1 (ru) | 2016-11-14 | 2016-11-25 | Устройство и способ измерения спектральной чувствительности радиометра большого диаметра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610998172.1A CN106768855B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106768855A CN106768855A (zh) | 2017-05-31 |
CN106768855B true CN106768855B (zh) | 2019-07-30 |
Family
ID=58973566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610998172.1A Active CN106768855B (zh) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | 一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3421953B1 (zh) |
CN (1) | CN106768855B (zh) |
RU (1) | RU2705767C1 (zh) |
WO (1) | WO2018086161A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107907210B (zh) * | 2017-12-11 | 2023-11-21 | 中国人民解放军63908部队 | 光学辐射标定装置 |
CN111537199B (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-05 | 宁波大学 | 一种平板型荧光太阳集光器的测试装置及其集光效率和光增益系数测试方法 |
WO2022006811A1 (zh) * | 2020-07-09 | 2022-01-13 | 深圳市海谱纳米光学科技有限公司 | 一种用于测试可调滤光片的光谱响应速度的系统及方法 |
CN114441036B (zh) * | 2020-11-06 | 2024-06-07 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种光学载荷绝对光谱响应度校准装置和方法 |
CN113532639B (zh) * | 2021-08-26 | 2023-09-22 | 北京环境特性研究所 | 太阳辐射能量测量设备及测量方法 |
CN113984349B (zh) * | 2021-11-01 | 2023-12-22 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种测量大口径平面光学元件表面平均高反射率的方法 |
CN114279562B (zh) * | 2021-12-24 | 2024-04-19 | 西安应用光学研究所 | 一种变温条件下黑体腔吸收系数的定标方法 |
CN114608809B (zh) * | 2022-04-01 | 2024-05-03 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种大口径光学元件变角度光谱反射比测量装置及其方法 |
CN116576974B (zh) * | 2023-07-14 | 2023-09-29 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种多通道微波辐射计自定标方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU870969A1 (ru) * | 1979-09-21 | 1981-10-07 | Предприятие П/Я В-8584 | Способ измерени абсолютной спектральной чувствительности ркомеров |
US20140247442A1 (en) * | 2010-07-27 | 2014-09-04 | Microptix Technologies, Llc | Spectroradiometer device and applications of same |
CN102486404A (zh) * | 2010-12-06 | 2012-06-06 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种紫外弱光星等模拟及星等标定系统 |
CN102384841B (zh) * | 2011-09-23 | 2013-11-13 | 中国兵器工业第二〇五研究所 | 面阵探测器光谱响应度测试方法 |
CN102519594B (zh) * | 2012-01-04 | 2013-10-16 | 北京航空航天大学 | 用于大口径平行光束光谱辐照度的测量系统及方法 |
CN102829868B (zh) * | 2012-08-23 | 2014-07-23 | 中国兵器工业第二0五研究所 | 成像光谱仪绝对辐射定标方法 |
CN103105286B (zh) * | 2013-01-24 | 2015-09-23 | 中国兵器工业第二0五研究所 | 成像光电系统光谱响应非均匀性测量方法 |
CN103542934B (zh) * | 2013-11-07 | 2016-03-02 | 杭州远方光电信息股份有限公司 | 一种光谱响应度校准方法及其装置 |
CN104142226B (zh) * | 2014-08-12 | 2017-02-01 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种ccd器件量子效率测量装置及方法 |
KR101761769B1 (ko) * | 2014-09-24 | 2017-07-26 | 한국과학기술연구원 | 분광광도계의 색 응답 측정 장치 및 이를 이용한 색 응답 측정 방법 |
CN105571834A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-11 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种ccd器件量子效率测量装置 |
CN107101807A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-08-29 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种空间光学相机光谱辐射响应函数测量装置及方法 |
-
2016
- 2016-11-14 CN CN201610998172.1A patent/CN106768855B/zh active Active
- 2016-11-25 RU RU2018132024A patent/RU2705767C1/ru active
- 2016-11-25 EP EP16921303.0A patent/EP3421953B1/en active Active
- 2016-11-25 WO PCT/CN2016/107242 patent/WO2018086161A1/zh active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018086161A1 (zh) | 2018-05-17 |
EP3421953A4 (en) | 2019-10-23 |
CN106768855A (zh) | 2017-05-31 |
EP3421953B1 (en) | 2021-01-06 |
RU2705767C1 (ru) | 2019-11-11 |
EP3421953A1 (en) | 2019-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106768855B (zh) | 一种大口径辐射计的光谱响应度测量装置及方法 | |
CN102269622B (zh) | 垂直入射宽带光谱仪 | |
CN109387284B (zh) | 成像光谱仪辐射参数和成像参数定标装置及方法 | |
CN106053356B (zh) | 基于辐射量测量的金属凝固点黑体有效发射率测量系统及方法 | |
CN109632104A (zh) | 一种红外阵列辐射源校准装置及校准方法 | |
CN104142226B (zh) | 一种ccd器件量子效率测量装置及方法 | |
CN103616164A (zh) | 一种基于脉冲激光光源的反射率/透过率综合测量方法 | |
CN104181131B (zh) | 红外调制光致发光二维成像光路自动定位校准装置 | |
CN104101485B (zh) | 检测凹面光栅分辨率和衍射效率的装置及方法 | |
CN106053023B (zh) | 一种红外测量系统自身杂散辐射的分析方法 | |
CN108169207A (zh) | 空间自调焦激光差动共焦拉曼光谱成像探测方法与装置 | |
CN103512864A (zh) | 利用平行光测量衬底反射率和透射率的光学量测系统 | |
CN109238659A (zh) | 一种基于实验光线追迹原理的透镜焦距测量技术与装置 | |
CN111289496A (zh) | 一种远距离变焦距激光诱导击穿光谱的检测方法及装置 | |
CN109297685A (zh) | 一种用于大口径平行光管的光谱透过率测试装置及方法 | |
CN103471524A (zh) | 共焦抛物面顶点曲率半径测量方法 | |
CN106404715B (zh) | 测量折射率的方法 | |
CN108226131A (zh) | 一种空间周视激光差动共焦拉曼光谱成像探测方法及装置 | |
CN106950182A (zh) | 一种判别不同素面镭射母版微观结构的方法 | |
CN107764518B (zh) | 一种光学镜头焦距测量装置及方法 | |
Sutter et al. | Advanced measurement techniques to characterize the near-specular reflectance of solar mirrors | |
CN106525239B (zh) | 光栅式成像光谱仪空间光谱辐射亮度响应度定标装置及方法 | |
CN105509895B (zh) | 一种具有望远光学系统辐射标定方法 | |
CN104006881A (zh) | 基于栅格分束器的空间调制傅里叶变换红外光谱仪 | |
Liukaityte et al. | Measurements of angular and spectral resolved scattering on complex optical coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |