光譜儀裝調(diào)測試用視場光闌組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利涉及遙感探測領(lǐng)域中的成像光譜儀的裝調(diào)測試用組件，具體是指一種在推 帚式機載或星載成像光譜儀之光譜儀光電聯(lián)調(diào)過程中，使用的裝調(diào)測試視場光闌組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 成像光譜儀在遙感探測領(lǐng)域中占有重要地位，它既能獲得被探測目標的面貌特 征，又能分析其物質(zhì)組成成分。推帚式成像光譜儀，在對地面推掃飛行過程中，通過一個一 維視場光闌，經(jīng)過光譜儀分光成像，用一個二維面陣探測器來同時接收地物目標的空間維 和光譜維信息。
[0003] 推帚式成像光譜儀的代表儀器有：CASI、SFSI、Hyperion等，從相關(guān)文獻中可知， 該類儀器對裝調(diào)過程中的視場光闌和探測器的相對空間關(guān)系要求嚴格，以盡量在硬件上控 制空間位置失調(diào)引入的畸變，以降低定標和數(shù)據(jù)處理工作量。
[0004] 隨著光譜成像探測精度要求的提高，不僅在設計上要求提高指標參數(shù)和設計水 平，同時對裝調(diào)測試的精度要求也隨之變得苛刻。裝調(diào)好的成像光譜儀在實際應用中，其使 用的視場光闌為一條狹縫，汞燈照射時，在探測器面陣上色散開一系列狹縫譜線。在像元級 精度要求的情況下，光譜儀的光電聯(lián)調(diào)可以通過調(diào)整探測器使兩條譜線兩端清晰，用兩點 決定一線、兩線決定一面來確定探測器的裝調(diào)狀態(tài)。在視場光闌不占滿光譜儀探測器空間 維像元的情況下，也可以像元級精度對準空間維位置。然而，這種方法精度有限。極端的例 子是，對于光譜采樣比較大而空間分辨率比較高的儀器，對汞燈幾條光譜線的調(diào)節(jié)，并不能 達到最好的空間分辨率，那么儀器的裝調(diào)不能體現(xiàn)儀器本身的最佳水平；而且裝調(diào)過程中 不能定量的給出光譜儀的空間分辨率。由于現(xiàn)今對成像光譜儀精度要求提高到亞像元級甚 至更高，光譜儀光電聯(lián)調(diào)包括面陣探測器上空間維位置、旋轉(zhuǎn)和偏擺，光譜維位置、旋轉(zhuǎn)和 俯仰，軸向?qū)使擦S的精密調(diào)整。這就需要光電聯(lián)調(diào)過程中，能方便觀測視場光闌組件在 探測器面陣上的光譜維和空間維狀態(tài)，可以通過一個帶有二維圖案的裝調(diào)測試用視場光闌 組件來實現(xiàn)。本發(fā)明設計研發(fā)了一種專門針對成像光譜儀在光譜儀光電聯(lián)調(diào)階段裝調(diào)測試 用的視場光闌組件，該組件配合不同光源，便于光譜儀光電聯(lián)調(diào)，提高裝調(diào)效率和精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本專利解決的技術(shù)問題是：基于上述已有技術(shù)存在的一些問題，本專利的目的是 設計一種光譜儀裝調(diào)測試用視場光闌組件，在光電聯(lián)調(diào)過程中，能方便觀測視場光闌組件 在探測器面陣上的光譜維和空間維狀態(tài)，提高裝調(diào)效率和裝調(diào)精度。
[0006] 本專利的裝調(diào)測試用視場光闌組件如圖1所示。所述的裝調(diào)測試用視場光闌組件 由光闌座1和光闌基片2組成。
[0007] 所述的光闌基片2, 一個表面上有二維圖案3,二維圖案3以外區(qū)域為吸光區(qū)域。
[0008] 本專利的光闌圖案3如圖2所示。所述的二維圖案3,是一組有規(guī)律分布的明暗條 紋，明條紋透光，暗條紋吸光。所述的二維圖案3關(guān)于光闌基片2的中心對稱，有A、B、C、D、 E五個區(qū)域，分布在成像光譜儀的右側(cè)邊緣視場、右側(cè)中間視場、中心視場、左側(cè)中間視場、 左側(cè)邊緣視場。豎向的五對明暗條紋中的條紋寬度和間隔對應探測器上的一個元，長度對 應探測器上的十個元；橫向的條紋寬度，對應探測器上的一個元，長度對應探測器上的十個 元；橫豎條紋的間隔對應探測器上的十個元。
[0009] 所述的二維圖案3的明暗條紋尺寸和形位公差嚴格，而與光闌基片2的相對形位 公差較寬松。二維圖案3與光闌座1的形位公差嚴格，通過調(diào)整光闌基片2在光闌座1的 位置來實現(xiàn)。
[0010] 本專利組件的優(yōu)點是：結(jié)合汞燈光源照明視場光闌，探測器上同時出現(xiàn)橫豎條紋 的像，橫條紋對應汞燈的光譜特征線，豎條紋對應空間分布，通過觀測探測器上的橫豎條紋 的像的位置和清晰度，可以進行探測器相對于視場光闌的六維調(diào)節(jié)，并且可以檢測出光柵 相對于視場光闌的旋轉(zhuǎn)失調(diào)并進行光柵調(diào)校。結(jié)合復色光源照明視場光闌，探測器上會出 現(xiàn)對應豎條紋的像，因此可以測試出光譜儀中心視場、中間視場以及邊緣視場的空間成像 質(zhì)量。
【附圖說明】
[0011] 圖1為裝調(diào)測試用視場光闌組件示意圖，
[0012] 圖中：
[0013] 1為光闌座；
[0014] 2為光闌基片；
[0015] 3為光闌二維圖案。
[0016] 圖2為光闌圖案示意圖，
[0017] (a)光闌圖案分布示意圖；
[0018] (b)中心圖案C區(qū)示意圖；
[0019] (c)右側(cè)圖案A區(qū)、B區(qū)示意圖；
[0020] (d)左側(cè)圖案D區(qū)、E區(qū)示意圖；
[0021] L為基片長度；
[0022] W為基片寬度；
[0023] a為明暗條紋寬度及間隔；
[0024] b為條紋長度及橫豎條紋間的距離；
[0025] c為中間視場圖案距中心視場間隔；
[0026] d為邊緣視場圖案距中心視場間隔。
【具體實施方式】
[0027] 假設成像光譜儀望遠鏡像面的線視場為33mmX0· 016mm，光譜儀放大倍率為-1， 探測器規(guī)模為2048元X256元，像元尺寸為0. 016mmX0. 016mm。根據(jù)圖1的裝調(diào)測試用視 場光闌組件示意圖，設計了一種裝調(diào)測試用視場光闌組件，可用于該成像光譜儀的光譜儀 光電聯(lián)調(diào)。視場光闌基片厚1mm，其一個表面上制作有二維圖案，參數(shù)列于表1。
[0028] 表1光闌基片和二維圖案的參數(shù)
[0029]
【主權(quán)項】
1. 一種光譜儀裝調(diào)測試用視場光闌組件，由光闌座（1)和光闌基片（2)組成，其特征 在于： 所述的光闌基片（2)的一個表面上有二維圖案（3)，二維圖案（3)以外區(qū)域為吸光區(qū) 域；二維圖案（3)是一組規(guī)律分布的明暗條紋，明條紋透光，暗條紋吸光，二維圖案（3)關(guān)于 光闌基片⑵的中心對稱，有A、B、C、D、E五個區(qū)域，其分布與成像光譜儀視場的右側(cè)邊緣 視場、右側(cè)中間視場、中心視場、左側(cè)中間視場、左側(cè)邊緣視場相對應；豎向的五對明暗條紋 中的條紋寬度和間隔為探測器上的一個像元大小，長度為探測器上的十個像元大??；橫向 的條紋寬度為探測器上的一個像元大小，長度為探測器上的十個像元大小；橫豎條紋間的 間隔為探測器上的十個像元大小。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜儀裝調(diào)測試用視場光闌組件，其特征在于：所述的 二維圖案（3)的明暗條紋尺寸和形位公差嚴格，為1/8瞬時視場對應的視場光闌縫寬尺寸； 而與光闌基片（2)的相對形位公差較寬松，為±0. 02mm，二維圖案（3)與闌座（1)的形位公 差嚴格，為±〇.〇〇5_，通過調(diào)整光闌基片（2)在闌座（1)的位置來實現(xiàn)。
【專利摘要】本專利公開了一種光譜儀裝調(diào)測試用視場光闌組件，它由光闌座和光闌基片組成，光闌基片的一個表面上有二維圖案。所述的二維圖案，是一組在中心視場、中間視場以及邊緣視場，有規(guī)律分布的明暗條紋。結(jié)合汞燈光源照明視場光闌，可以同時進行探測器相對于視場光闌的六維調(diào)節(jié)，并且可以檢測出光柵相對于視場光闌的旋轉(zhuǎn)失調(diào)并進行光柵調(diào)校。結(jié)合復色光源照明視場光闌，可以測試出光譜儀中心視場、中間視場以及邊緣視場的空間成像質(zhì)量。本專利中的含有二維圖案的視場光闌組件，解決了傳統(tǒng)單縫視場光闌光電聯(lián)調(diào)過程中，不能方便觀測到探測器面陣上的光譜維和空間維狀態(tài)的問題，從而有效提高了裝調(diào)效率和裝調(diào)精度。
【IPC分類】G01J3/02
【公開號】CN205037970
【申請?zhí)枴緾N201520737162
【發(fā)明人】袁立銀, 陳爽, 錢立群, 何志平, 王躍明
【申請人】中國科學院上海技術(shù)物理研究所
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月22日