【技术实现步骤摘要】
一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置
本专利技术涉及光辐射测量和遥感器定标
,尤其涉及一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置。
技术介绍
溯源于低温绝对辐射计,基于标准探测器的辐射传递链路是现阶段业界公认的一种高精度辐射定标技术链路。采用低温绝对辐射计可以获得标准传递探测器的绝对光谱功率响应度,采用辐亮度几何转换结构(如Gershun管形式),可以由光谱功率响应度得到光谱辐亮度响应度,实现光谱辐亮度溯源至高精度光功率初级基准。低温绝对辐射计是业界公认的当前精度最高的光功率辐射基准,但利用低温绝对辐射计传递光谱辐射信息时,需要使用单色光辐射作为激励光源。在对地观测遥感中,绝大多数的遥感器观测的辐射量值是光谱辐亮度信息,这就要求其测试光源应该是均匀的辐亮度面光源(例如,积分球面光源)。目前能够提供单色光调谐输出的手段主要有两种:基于单色仪的色散技术和可调谐激光器技术。一般而言,辐射定标中使用的单色仪系统多为双单色仪,其单色光纯度较高和杂散光水平更低,更有利于提高定标的精度水平。现阶段应用于辐射定标的单色仪系统主要使用卤钨灯作为光源,卤钨灯光功率水平较低,加之单色仪系统自身效率低,导致单色仪系统仅能适用于遥感器的光谱定标和相对光谱(功率)响应度的定标,无法适用于遥感器的绝对光谱辐亮度响应度的定标。可调谐激光器具有光功率水平高,单色性好的特点,将激光导入到积分球中产生均匀的单色面光源,可以实现遥感器光谱辐亮度响应度的系统级定标,同时由于激光器优良的单色性,同样适用于遥感器的高精度光谱定标。目前国内外多个计量部门建立了基于可调谐激光器的辐 ...
【技术保护点】
1.一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置,其特征在于:包括有超连续激光光源、狭缝耦合光路、单色仪、单色仪输出准直镜、聚焦透镜、分束器、激光波长计、消相干积分球、电控平移台、标准辐亮度探测器和待定标设备,超连续激光光源经过其准直器输出宽波段激光,光束经过狭缝耦合光路之后耦合到单色仪的入射狭缝中,经过单色仪调谐之后,单色仪的出射狭缝中输出单色光,单色仪的出射狭缝位于单色仪输出准直镜的有效焦点处,经单色仪输出准直镜准直后,输出准直光束,准直光束经过聚焦透镜之后,光束再次聚焦,聚焦的光束经过光路后端的分束器,其表面反射一部分光束,这部分反射的光束聚焦到激光波长计的入射光纤端面上,激光波长计实时判读当前单色仪输出的波长和带宽;经聚焦透镜聚焦的光束的另一部分透过分束器,通过消相干积分球的入光口进入消相干积分球,所述的消相干积分球内设有旋转漫反射板、挡板和监视探测器,进入消相干积分球内的光落在旋转漫反射板上,并通过挡板防止旋转漫反射板的一次反射光直接从消相干积分球的出光口出射,经消相干积分球内部多次反射匀光后,从消相干积分球的出光口出射,监视探测器实时监视消相干积分球光源的稳定性,并根据 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置,其特征在于:包括有超连续激光光源、狭缝耦合光路、单色仪、单色仪输出准直镜、聚焦透镜、分束器、激光波长计、消相干积分球、电控平移台、标准辐亮度探测器和待定标设备,超连续激光光源经过其准直器输出宽波段激光,光束经过狭缝耦合光路之后耦合到单色仪的入射狭缝中,经过单色仪调谐之后,单色仪的出射狭缝中输出单色光,单色仪的出射狭缝位于单色仪输出准直镜的有效焦点处,经单色仪输出准直镜准直后,输出准直光束,准直光束经过聚焦透镜之后,光束再次聚焦,聚焦的光束经过光路后端的分束器,其表面反射一部分光束,这部分反射的光束聚焦到激光波长计的入射光纤端面上,激光波长计实时判读当前单色仪输出的波长和带宽;经聚焦透镜聚焦的光束的另一部分透过分束器,通过消相干积分球的入光口进入消相干积分球,所述的消相干积分球内设有旋转漫反射板、挡板和监视探测器,进入消相干积分球内的光落在旋转漫反射板上,并通过挡板防止旋转漫反射板的一次反射光直接从消相干积分球的出光口出射,经消相干积分球内部多次反射匀光后,从消相干积分球的出光口出射,监视探测器实时监视消相干积分球光源的稳定性,并根据消相干积分球内辐亮度的变化,反馈微调超连续激光的输出功率,所述的标准辐亮度探测器和待定标设备安装在电控平移台上,通过电控平移台移动切换,将标准辐亮度探测器和待定标设备的入光口分别正对消相干积分球的出光口,标准辐亮度探测器测量得到消相干积分球出光口的参考光谱辐亮度,通过与待定标设备的测量结果比对,实现基于标准探测器的替代辐射定标。2.根据权利要求1所述的一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置,其特征在于:所述的超连续激光光源工作波段覆盖400-2400nm。3.根据权利要求1所述的一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置,其特征在于:所述的狭缝耦合光路由三个离轴抛物面反射镜组成,分别是离轴抛物面反射镜一、离轴抛物面反射镜二和离轴抛物面反射镜三,超连续激光光束经过离轴抛物面反射镜一之后,发生聚焦,焦点位于离轴抛物面反射镜二的焦点处,故光束经过离轴抛物面反射镜二之后再次准直,离轴抛物面反射镜二的焦距是离轴抛物面反射镜的m倍,故离轴抛物面反射镜一和离轴抛物面反射镜二就组成反射式开普勒型激光扩束镜,经过离轴抛物面反射镜二之后的光束直径为m*D,其中D为超连续激光光源经过其准直器输出宽波段激光的直径,离轴抛物面反射镜三将经过离轴抛物面反射镜二之后的光束再次聚焦,焦点位于单色仪的入口狭缝处,设离轴抛物面反射镜三的有效焦距为f3,则经其聚焦之后的光束相对孔径为f3/(mD),设单色仪的相对孔径为f/#mono,如果f3/(mD)=f/#mono,则超连续激光就最佳匹配地耦合到了单色仪中。4.根据权利要求1所述的一种基于超连续激光和单色仪的细分光谱扫描定标装置,其特征在于:所述的单色仪的狭缝可调,内置的光栅均为闪耀光栅,光栅组合适用于400-2400nm的工作波...
【专利技术属性】
技术研发人员:翟文超,郑小兵,李新,李健军,谢臣瑜,高放,李正军,闫静,
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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