CN112284541A - 一种绝对辐射与偏振联合的定标方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种绝对辐射与偏振联合的定标方法及装置，能够对通道色散型偏振光谱成像仪进行高精度的绝对辐射定标，提高对通道色散型偏振光谱成像仪的偏振探测精度并实现对不同视场偏振探测精度的统一。在绝对辐射定标过程中考虑了前置镜组偏振效应的影响，标定出了两个相位延迟器不可避免的方位角误差和不同视场的相位因子，消除了前置镜组偏振效应和方位角误差对仪器绝对辐射定标和探测结果的影响，可有效提高仪器的偏振探测精度并使不同视场偏振探测精度统一。在大视场通道色散型偏振光谱成像仪辐射定标中将发挥重要作用，具有广泛的工程应用价值。
Description
技术领域
本发明属于光学计量测试技术领域，具体涉及一种绝对辐射与偏振联合的定标方法及装置。
背景技术
随着空间光学遥感技术的不断发展，遥感数据不仅需要定性或半定量地描绘地物目标的基本特征，还需要定量地解译地球物理参数，这就对空间光学遥感器的定标技术提出了更高的要求。
在偏振光学遥感领域，通道色散型偏振光谱成像技术(The ChanneledDispersive Imaging Spectropolarimetry,CDISP)作为一种先进的偏振光谱测量技术，仅需要简单的光学结构且内部偏振部件无需转动，就可以实现偏振、光谱和空间强度信息的同时获取。为实现该仪器的定量化应用，需要对其进行精确的绝对辐射定标。然而当目标光通过通道色散型偏振光谱成像仪时，仪器中光学系统所引入的偏振效应将会对入射目标光造成影响，并与绝对辐射定标系数耦合在一起，从而改变了目标光的偏振态并降低了仪器的偏振探测精度。尤其是对于需要获取多角度偏振信息的大视场偏振光谱成像仪器，前置镜组偏振效应带来的影响尤为显著，会造成不同视场的偏振探测精度出现较大差异。此外，通道色散型偏振光谱成像仪的核心组件是偏振光谱强度调制(Polarimetric SpectralIntensity Modulation,PSIM)模块，该模块由两个相位延迟器和一个偏振片组成，相位延迟器的方位角误差和相位因子均会对仪器的探测精度产生影响。因此，通道色散型偏振光谱成像仪的绝对辐射定标系数、前置镜组偏振效应、相位延迟器方位角误差以及相位因子均需要精确标定，以实现仪器的高精度偏振光谱信息探测和定量化应用。
然而现有的对偏振光谱成像仪的绝对辐射定标技术与传统光谱仪器的定标方法一致，并没有考虑前置镜组偏振效应对绝对辐射定标及探测结果的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种绝对辐射与偏振联合的定标方法及装置，能够对通道色散型偏振光谱成像仪进行高精度的绝对辐射定标，提高对通道色散型偏振光谱成像仪的偏振探测精度并实现对不同视场偏振探测精度的统一。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
本发明的一种绝对辐射以及偏振联合的定标方法，对通道色散型偏振光谱成像仪进行定标，包括如下步骤：
步骤1，获取待定标仪器的探测器暗电流；
将绝对辐射光源直接入射到待定标仪器，充满待定标仪器口径；
调节绝对辐射光源亮度，获取不同辐射亮度入射下待定标仪器不同视场的灰度值；
步骤2，根据待定标仪器的探测器暗电流、不同辐射亮度入射待定标仪器不同视场的灰度值，确定每个像元的调制绝对辐射定标系数；所述调制绝对辐射定标系数为真实绝对辐射定标系数与前置镜组偏振效应调制的结果；
步骤3，将不同方向的线偏振光入射到待定标仪器，分别获取待定标仪器不同视场的灰度值；
步骤4，根据所述调制绝对辐射定标系数和其中一个方向线偏振光入射待定标仪器的中心视场灰度值，得到该方向线偏振光入射待定标仪器的中心视场光谱辐亮度值；根据所述中心视场光谱辐亮度值，确定出两个相位延迟器的方位角误差和第二个相位延迟器的相位因子；
步骤5，根据所述调制绝对辐射定标系数、所述两个相位延迟器的方位角误差和第二个相位延迟器的相位因子，确定出待定标仪器不同视场下的真实绝对辐射定标系数和前置镜组的二向衰减；
步骤6，根据所述真实绝对辐射定标系数、步骤3获得的不同方向的线偏振光入射待定标仪器的不同视场灰度值，得到不同方向的线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值；
根据非步骤4所用方向线偏振光的入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值，确定出不同视场下第一个相位延迟器的相位因子；根据步骤4所用方向线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值，确定出不同视场下前置镜组的位相延迟。
其中，所述步骤4中的方向线偏振光为0°线偏振光，所述步骤6中的，非步骤4所用方向线偏振光为45°线偏振光。
其中，所述步骤1中，不同辐射亮度入射下不同视场的灰度值DNj(σ,θ)，其表达式为：
其中，上标j表征积分球不同辐射亮度等级，θ表征不同视场，σ为波数，A(σ,θ)为探测器像元响应，Mspec、Mimag、MP、
和Mfore分别表示色散型光谱成像仪、成像镜组、偏振片、相位延迟器、相位延迟器和前置镜组的穆勒矩阵，ε2和ε1分别为相位延迟器和相位延迟器的方位角误差，
和
分别为相位延迟器和相位延迟器所引入的相位延迟量，
为光谱辐射亮度计所获取的积分球出射不同辐射亮度所对应的光谱辐亮度值，C(σ,θ)为用黑色绒布遮挡待定标仪器全部口径后色散型光谱成像仪所获取的探测器暗电流，Ak′(σ,θ)为调制绝对辐射定标系数，Ak(σ,θ)为真实绝对辐射定标系数，Dfore(σ,θ)为前置镜组的二向衰减，a1＝sin2ε1，a2＝cos2ε1，b1＝sin2ε2，b2＝cos2ε2，c1＝sin2(ε2-ε1)，c2＝cos2(ε2-ε1)。
其中，所述步骤3中，不同线偏振光入射下不同视场的灰度值DNi(σ,θ)，其表达式为：
其中，上标i表征线偏振光不同的偏振态，
为不同线偏振光的斯托克斯矢量，
δfore(σ,θ)为前置镜组的位相延迟，Bi(σ,θ)为不同线偏振光入射仪器时所接收到的调制光谱辐亮度，表达式为：
对探测器所接收到的调制光谱辐亮度进行傅里叶逆变换得到调制光谱频域通道信息Ci,θ(L)，其表达式为：
其中，上标i和θ分别表征不同线偏振光和不同视场，L为波数σ的傅里叶变换对，L1和L2分别为相位延迟器和引入的光程差，各通道的表达式为：
其中，所述步骤4中，45°线偏振光入射待定标仪器所获取的中心视场光谱辐亮度值B45°(σ,0)，其表达式为：
对B45°(σ,0)的频域通道
和
进行滤波并傅里叶变换，经过运算后可求得相位延迟器的方位角误差和相位延迟器的相位因子：
其中，
其中，所述步骤5中，调制绝对辐射定标系数的表达式为：
对调制绝对辐射定标系数进行傅里叶逆变换得到其频域通道信息Gθ(L)，表达式为：
对频域通道
和
进行滤波及傅里叶变换，得到真实绝对辐射定标系数和前置镜组的二向衰减：
其中，ai、bi和ci利用步骤4中标定的ε1和ε2得到，
已由步骤4标定得到。
其中，所述步骤6中，所述相位因子为：
前置镜组的位相延迟：
其中，Im表示取虚部，Dfore(σ,θ)和
均标定好。
其中，所述步骤2中，利用最小二乘法确定每个像元的调制绝对辐射定标系数。
其中，包括积分球、光谱辐射亮度计、三维调整平台和数据模块，还包括平行光管、起偏器、可调孔阑以及调整架；
其中，绝对辐射定标时，所述积分球作为绝对辐射的光源，直接出射到通道色散型偏振光谱成像仪上；所述光谱辐射亮度计事先用辐照度标准灯和漫反射板标定好，用于探测积分球出射光的辐射亮度；所述光谱辐射亮度计放置在所述三维调整平台上，所述三维调整平台用于控制所述光谱辐射亮度计的位置和方向；数据模块用于读取通道色散型偏振光谱成像仪在不同辐射亮度入射下不同视场的灰度值；
偏振定标时，所述积分球出射光到所述平行光管，所述平行光管用于对所述积分球出射光进行准直，准直后的光束出射到所述起偏器，所述起偏器用于产生确定偏振方向的线偏振光，所述线偏振光经过可调孔阑后出射到通道色散型偏振光谱成像仪上，所述可调孔阑用于控制起偏器产生的线偏振光的光束宽度；所述起偏器安装在所述调整架上，所述调整架用于控制所述起偏器的通光轴方向；所述积分球、平行光管、起偏器、可调孔阑和调整架放置在所述三维调整平台上，所述三维调整平台用于控制所述积分球、平行光管、起偏器、可调孔阑和调整架的位置和方向；数据模块用于读取通道色散型偏振光谱成像仪在不同线偏振光入射下不同视场的灰度值。
有益效果：
本发明针对通道色散型偏振光谱成像仪的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，在绝对辐射定标过程中考虑了前置镜组偏振效应的影响，标定出了两个相位延迟器不可避免的方位角误差和不同视场的相位因子，消除了前置镜组偏振效应和方位角误差对仪器绝对辐射定标和探测结果的影响，可有效提高仪器的偏振探测精度并使不同视场偏振探测精度统一。在大视场通道色散型偏振光谱成像仪辐射定标中将发挥重要作用，具有广泛的工程应用价值。
附图说明
图1为本发明绝对辐射与偏振联合的定标方法所用装置示意图；其中，图1(a)为绝对辐射定标部分示意图；图1(b)为偏振定标部分示意图。
图2为通道色散型偏振光谱成像仪的光学结构示意图。
其中，1-积分球，2-通道色散型偏振光谱成像仪，3-数据模块，4-光谱辐射亮度计，5-平行光管，6-起偏器，7-可调孔阑，8-调整架，9-三维调整平台，10-前置镜组，11-相位延迟器，12-相位延迟器，13-偏振片，14-成像镜组，15-狭缝，16-色散型光谱成像仪。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的绝对辐射以及偏振联合的定标方法中，绝对辐射以及偏振联合定标是偏振光谱成像仪器定量化应用的基础，是偏振光谱成像领域的核心技术，该方法的实现直接决定着仪器的偏振探测精度。因此，如何对通道色散型偏振光谱成像仪进行高精度的绝对辐射定标，是本领域研究人员亟待解决的技术问题。
本发明的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，对通道色散型偏振光谱成像仪2进行定标，包括如下步骤：
步骤1，获取待定标仪器的探测器暗电流；
将绝对辐射光源直接入射到待定标仪器，充满待定标仪器口径；
调节绝对辐射光源亮度，获取不同辐射亮度入射下待定标仪器不同视场的灰度值；
步骤2，根据待定标仪器的探测器暗电流、不同辐射亮度入射待定标仪器不同视场的灰度值，确定每个像元的调制绝对辐射定标系数；所述调制绝对辐射定标系数为真实绝对辐射定标系数与前置镜组偏振效应调制的结果；
步骤3，将0°和45°线偏振光入射到待定标仪器，获取待定标仪器不同视场的灰度值；
步骤4，根据所述调制绝对辐射定标系数和45°线偏振光入射待定标仪器的中心视场灰度值，得到45°线偏振光入射待定标仪器的中心视场光谱辐亮度值；根据所述中心视场光谱辐亮度值，确定出两个相位延迟器的方位角误差和第二个相位延迟器的相位因子；
步骤5，根据所述调制绝对辐射定标系数、所述两个相位延迟器的方位角误差和第二个相位延迟器的相位因子，确定出待定标仪器不同视场下的真实绝对辐射定标系数和前置镜组的二向衰减；
步骤6，根据所述真实绝对辐射定标系数、0°和45°线偏振光入射待定标仪器的不同视场灰度值，得到0°和45°线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值；
根据0°线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值，确定出不同视场下第一个相位延迟器的相位因子；根据45°线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值，确定出不同视场下前置镜组的位相延迟。
图1为本发明绝对辐射与偏振联合的定标方法所用装置示意图，对通道色散型偏振光谱成像仪2进行定标，通道色散型偏振光谱成像仪的光学结构示意图如图2所示。
本发明绝对辐射与偏振联合的定标方法所用装置包括积分球1、光谱辐射亮度计4、三维调整平台9和数据模块3，还包括平行光管5、起偏器6、可调孔阑7以及调整架8。
其中，绝对辐射定标时，所述积分球1作为绝对辐射的光源，直接出射到通道色散型偏振光谱成像仪2上；所述光谱辐射亮度计4事先用辐照度标准灯和漫反射板标定好，用于探测积分球1出射光的辐射亮度；所述光谱辐射亮度计4放置在所述三维调整平台9上，所述三维调整平台9用于控制所述光谱辐射亮度计4的位置和方向；数据模块3用于读取通道色散型偏振光谱成像仪2在不同辐射亮度入射下不同视场的灰度值。
偏振定标时，所述积分球1出射光到所述平行光管5，所述平行光管5用于对所述积分球1出射光进行准直，准直后的光束出射到所述起偏器6，所述起偏器6用于产生确定偏振方向的线偏振光，所述线偏振光经过可调孔阑7后出射到通道色散型偏振光谱成像仪2上，所述可调孔阑7用于控制起偏器6产生的线偏振光的光束宽度；为了方便调整，所述起偏器6安装在所述调整架8上，所述调整架8用于控制所述起偏器6的通光轴方向；所述积分球1、平行光管5、起偏器6、可调孔阑7和调整架8放置在所述三维调整平台9上，所述三维调整平台9用于控制所述积分球1、平行光管5、起偏器6、可调孔阑7和调整架8的位置和方向；数据模块3用于读取通道色散型偏振光谱成像仪2在不同线偏振光入射下不同视场的灰度值。
综上，本发明提出的一种绝对辐射以及偏振联合的定标方法及其所用装置，分别对真实绝对辐射定标系数、前置镜组的偏振效应、以及两个相位延迟器的方位角误差和相位因子进行了标定，利用上述标定参数进行目标光偏振信息的复原，可有效提高仪器的偏振探测精度并使不同视场偏振探测精度统一。
采用本发明所述装置对大视场通道色散型偏振光谱成像仪进行绝对辐射以及偏振联合的定标方法，具体步骤如下：
步骤1，运用积分球1产生均匀稳定的无偏光，充满待定标的大视场通道色散型偏振光谱成像仪2口径；调节积分球1输入电压，由色散型光谱成像仪16获取不同辐射亮度入射下不同视场的灰度值DNj(σ,θ)，其表达式为：
其中，上标j表征积分球1不同辐射亮度等级，θ表征不同视场，σ为波数，A(σ,θ)为探测器像元响应，Mspec、Mimag、MP、
和Mfore分别表示色散型光谱成像仪16、成像镜组14、偏振片13、相位延迟器12、相位延迟器11和前置镜组10的穆勒矩阵，ε2和ε1分别为相位延迟器12和相位延迟器11的方位角误差，
和
分别为相位延迟器12和相位延迟器11所引入的相位延迟量，
为光谱辐射亮度计4所获取的积分球1出射不同辐射亮度所对应的光谱辐亮度值，C(σ,θ)为用黑色绒布遮挡待定标仪器全部口径后色散型光谱成像仪16所获取的探测器暗电流，Ak′(σ,θ)为调制绝对辐射定标系数，Ak(σ,θ)为真实绝对辐射定标系数，Dfore(σ,θ)为前置镜组10的二向衰减，a1＝sin2ε1，a2＝cos2ε1，b1＝sin2ε2，b2＝cos2ε2，c1＝sin2(ε2-ε1)，c2＝cos2(ε2-ε1)。
步骤2，根据色散型光谱成像仪16所获取的灰度值DNj(σ,θ)和探测器暗电流C(σ,θ)、光谱辐射亮度计4所获取的
利用最小二乘法确定每个像元的调制绝对辐射定标系数Ak′(σ,θ)，由公式(1)可知调制绝对辐射定标系数Ak′(σ,θ)为真实绝对辐射定标系数Ak(σ,θ)与前置镜组10的二向衰减Dfore(σ,θ)调制的结果。
步骤3，运用积分球1、平行光管5、起偏器6、可调孔阑7和精密调整架8产生0°和45°线偏振光窄光束，所产生的线偏振光入射到待定标的大视场通道色散型偏振光谱成像仪2，三维调整平台9用于控制线偏振光进入待定标仪器的视场，由色散型光谱成像仪16记录不同线偏振光入射下不同视场的灰度值DNi(σ,θ)，其表达式为：
其中，上标i表征线偏振光不同的偏振态，
为不同线偏振光的斯托克斯矢量，
δfore(σ,θ)为前置镜组10的位相延迟，Bi(σ,θ)为不同线偏振光入射仪器时所接收到的调制光谱辐亮度，表达式为：
对探测器所接收到的调制光谱辐亮度进行傅里叶逆变换得到调制光谱频域通道信息Ci,θ(L)，其表达式为：
其中，上标i和θ分别表征不同线偏振光和不同视场，L为波数σ的傅里叶变换对，L1和L2分别为相位延迟器11和12引入的光程差，各通道的表达式为：
上述各通道信息用于之后对各个参数的标定。
步骤4，由于相位延迟器11、12的方位角误差和相位延迟器12的相位因子不会随着视场角的变化而发生改变，且在中心视场处前置镜组的偏振效应可忽略，因此可利用中心视场的调制绝对辐射定标系数Ak′(σ,0)和45°线偏振光入射仪器所获取的中心视场灰度值DN45°(σ,0)，得到45°线偏振光入射仪器所获取的中心视场光谱辐亮度值B45°(σ,0)，其表达式为：
对B45°(σ,0)的频域通道
和
进行滤波并傅里叶变换，经过运算后可求得相位延迟器11、12的方位角误差和相位延迟器12的相位因子：
其中，
事实上，对于相位延迟器11、12的方位角误差和相位延迟器12的相位因子的标定对参考光的要求仅需要满足：S1≠0或S2≠0或S3≠0即可，因为45°线偏振光在后面会被用来进行其他参数的标定，所以在此处选择使用45°线偏振光，以减少定标过程的复杂性。
步骤5，在标定了相位延迟器11、12的方位角误差和相位延迟器12的相位因子之后，可根据调制绝对辐射定标系数，标定出真实绝对辐射定标系数和前置镜组10的二向衰减，由公式(1)可知调制绝对辐射定标系数的表达式为：
对调制绝对辐射定标系数进行傅里叶逆变换得到其频域通道信息Gθ(L)，表达式为：
对频域通道
和
进行滤波及傅里叶变换，经过运算后可得到真实绝对辐射定标系数和前置镜组10的二向衰减：
其中，ai、bi和ci利用步骤四中标定的ε1和ε2得到，
已由步骤4标定得到。
步骤6，对相位延迟器11的相位因子和前置镜组10的位相延迟进行标定，根据步骤3中0°和45°线偏振光入射仪器接收的灰度值和步骤5中标定得到的真实绝对辐射定标系数，可得到0°和45°线偏振光入射仪器所获取的不同视场光谱辐亮度值B0°(σ,θ)和B45°(σ,θ)，由B0°(σ,θ)，对
和
进行频域滤波及傅里叶变换，可得到相位因子：
由于在之后的运算中用到的是相位因子
而不需要单独的相位延迟器11的相位因子，因此无需将此相位因子拆分开来。由B45°(σ,θ)，对
和
进行频域滤波及傅里叶变换，可得到前置镜组10的位相延迟：
其中，Im表示取虚部，Dfore(σ,θ)和
均已在前面步骤中标定好。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，对通道色散型偏振光谱成像仪(2)进行定标，包括如下步骤：
步骤1，获取待定标仪器的探测器暗电流；
将绝对辐射光源直接入射到待定标仪器，充满待定标仪器口径；
调节绝对辐射光源亮度，获取不同辐射亮度入射下待定标仪器不同视场的灰度值；
步骤2，根据待定标仪器的探测器暗电流、不同辐射亮度入射待定标仪器不同视场的灰度值，确定每个像元的调制绝对辐射定标系数；所述调制绝对辐射定标系数为真实绝对辐射定标系数与前置镜组偏振效应调制的结果；
步骤3，将不同方向的线偏振光入射到待定标仪器，分别获取待定标仪器不同视场的灰度值；
步骤4，根据所述调制绝对辐射定标系数和其中一个方向线偏振光入射待定标仪器的中心视场灰度值，得到该方向线偏振光入射待定标仪器的中心视场光谱辐亮度值；根据所述中心视场光谱辐亮度值，确定出两个相位延迟器的方位角误差和第二个相位延迟器的相位因子；
步骤5，根据所述调制绝对辐射定标系数、所述两个相位延迟器的方位角误差和第二个相位延迟器的相位因子，确定出待定标仪器不同视场下的真实绝对辐射定标系数和前置镜组的二向衰减；
步骤6，根据所述真实绝对辐射定标系数、步骤3获得的不同方向的线偏振光入射待定标仪器的不同视场灰度值，得到不同方向的线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值；
根据非步骤4所用方向线偏振光的入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值，确定出不同视场下第一个相位延迟器的相位因子；根据步骤4所用方向线偏振光入射待定标仪器的不同视场光谱辐亮度值，确定出不同视场下前置镜组的位相延迟。
2.如权利要求1所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤4中的方向线偏振光为0°线偏振光，所述步骤6中的，非步骤4所用方向线偏振光为45°线偏振光。
3.如权利要求1或2所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤1中，不同辐射亮度入射下不同视场的灰度值DNj(σ,θ)，其表达式为：
其中，上标j表征积分球(1)不同辐射亮度等级，θ表征不同视场，σ为波数，A(σ,θ)为探测器像元响应，Mspec、Mimag、MP、
和Mfore分别表示色散型光谱成像仪(16)、成像镜组(14)、偏振片(13)、相位延迟器(12)、相位延迟器(11)和前置镜组(10)的穆勒矩阵，ε2和ε1分别为相位延迟器(12)和相位延迟器(11)的方位角误差，
和
分别为相位延迟器(12)和相位延迟器(11)所引入的相位延迟量，
为光谱辐射亮度计(4)所获取的积分球(1)出射不同辐射亮度所对应的光谱辐亮度值，C(σ,θ)为用黑色绒布遮挡待定标仪器全部口径后色散型光谱成像仪(16)所获取的探测器暗电流，Ak′(σ,θ)为调制绝对辐射定标系数，Ak(σ,θ)为真实绝对辐射定标系数，Dfore(σ,θ)为前置镜组(10)的二向衰减，a1＝sin2ε1，a2＝cos2ε1，b1＝sin2ε2，b2＝cos2ε2，c1＝sin2(ε2-ε1)，c2＝cos2(ε2-ε1)。
4.如权利要求3所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤3中，不同线偏振光入射下不同视场的灰度值DNi(σ,θ)，其表达式为：
其中，上标i表征线偏振光不同的偏振态，
为不同线偏振光的斯托克斯矢量，
δfore(σ,θ)为前置镜组(10)的位相延迟，Bi(σ,θ)为不同线偏振光入射仪器时所接收到的调制光谱辐亮度，表达式为：
对探测器所接收到的调制光谱辐亮度进行傅里叶逆变换得到调制光谱频域通道信息Ci,θ(L)，其表达式为：
其中，上标i和θ分别表征不同线偏振光和不同视场，L为波数σ的傅里叶变换对，L1和L2分别为相位延迟器(11)和(12)引入的光程差，各通道的表达式为：
5.如权利要求4所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤4中，45°线偏振光入射待定标仪器所获取的中心视场光谱辐亮度值B45°(σ,0)，其表达式为：
对B45°(σ,0)的频域通道
和
进行滤波并傅里叶变换，经过运算后可求得相位延迟器(11)、(12)的方位角误差和相位延迟器(12)的相位因子：
其中，
6.如权利要求5所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤5中，调制绝对辐射定标系数的表达式为：
对调制绝对辐射定标系数进行傅里叶逆变换得到其频域通道信息Gθ(L)，表达式为：
对频域通道
和
进行滤波及傅里叶变换，得到真实绝对辐射定标系数和前置镜组(10)的二向衰减：
其中，ai、bi和ci利用步骤4中标定的ε1和ε2得到，
已由步骤4标定得到。
7.如权利要求6所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤6中，所述相位因子为：
前置镜组(10)的位相延迟：
其中，Im表示取虚部，Dfore(σ,θ)和
均标定好。
8.如权利要求1所述的绝对辐射以及偏振联合的定标方法，其特征在于，所述步骤2中，利用最小二乘法确定每个像元的调制绝对辐射定标系数。
9.一种绝对辐射以及偏振联合的定标装置，其特征在于，包括积分球(1)、光谱辐射亮度计(4)、三维调整平台(9)和数据模块(3)，还包括平行光管(5)、起偏器(6)、可调孔阑(7)以及调整架(8)；
其中，绝对辐射定标时，所述积分球(1)作为绝对辐射的光源，直接出射到通道色散型偏振光谱成像仪(2)上；所述光谱辐射亮度计(4)事先用辐照度标准灯和漫反射板标定好，用于探测积分球(1)出射光的辐射亮度；所述光谱辐射亮度计(4)放置在所述三维调整平台(9)上，所述三维调整平台(9)用于控制所述光谱辐射亮度计(4)的位置和方向；数据模块(3)用于读取通道色散型偏振光谱成像仪(2)在不同辐射亮度入射下不同视场的灰度值；
偏振定标时，所述积分球(1)出射光到所述平行光管(5)，所述平行光管(5)用于对所述积分球(1)出射光进行准直，准直后的光束出射到所述起偏器(6)，所述起偏器(6)用于产生确定偏振方向的线偏振光，所述线偏振光经过可调孔阑(7)后出射到通道色散型偏振光谱成像仪(2)上，所述可调孔阑(7)用于控制起偏器(6)产生的线偏振光的光束宽度；所述起偏器(6)安装在所述调整架(8)上，所述调整架(8)用于控制所述起偏器(6)的通光轴方向；所述积分球(1)、平行光管(5)、起偏器(6)、可调孔阑(7)和调整架(8)放置在所述三维调整平台(9)上，所述三维调整平台(9)用于控制所述积分球(1)、平行光管(5)、起偏器(6)、可调孔阑(7)和调整架(8)的位置和方向；数据模块(3)用于读取通道色散型偏振光谱成像仪(2)在不同线偏振光入射下不同视场的灰度值。
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| CN107677370A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种通道型偏振光谱成像仪的偏振辐射标定系统以及方法 |
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