用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统，属于海洋环境监测光学遥感领域。解决了现有技术中用于海洋环境灾害预警的成像探测系统易受其它热源或光源干扰而影响探测结果的技术问题。本发明专利技术的探测系统包括从前向后沿同一光轴依次设置的广角成像镜头单元、带通滤光片、像增强器单元和紫外线阵CCD探测器；入射光经广角成像镜头单元入射至带通滤光片，经带通滤光片在340nm～380nm内的两个光谱通道入射至像增强器单元进行光信号增强，最后聚焦于紫外线阵CCD探测器上成像。该系统在340nm～380nm紫外波段范围可以探测较弱的目标信号，具有高灵敏度，能够白天探测海洋表面漂浮物，可以实现较高海洋污染预警率。

【技术实现步骤摘要】
用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统
本专利技术涉及海洋环境监测的光学遥感领域，特别涉及一种用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统。
技术介绍
我国海洋面积辽阔、海岛众多、海岸线漫长，海岛海岸带地貌类型复杂多样，为了能给海洋开发利用、生态与环境保护、防灾减灾等海洋综合管理和经济可持续发展提供科学依据，需要对我国的海洋水环境进行监测。采用光学成像遥感的方法对水环境进行长期的精确动态监测，实现对探测目标的高空间覆盖和高时间分辨，不但可以快速、实时、动态地监测大范围的水环境变化和水环境污染，还可以及时发现用常规方法难以揭示的污染源及其扩散的状态，快速跟踪和监测突发性水环境污染事件的发生、发展，以便及时制定处理措施，减少水污染造成的损失。 现有技术中，用于海洋环境灾害预警的成像探测系统主要是红外或可见光波段的探测系统，但是红外或可见光波段在白天易受其它热源或光源干扰而影响探测结果，导致环境灾害预警率降低或虚警。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中用于海洋环境灾害预警的成像探测系统易受其它热源或光源干扰而影响探测结果的技术问题，提供一种用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为: 用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统，包括从前向后沿同一光轴依次设置的广角成像镜头单元、带通滤光片、像增强器单元和紫外线阵CXD探测器； 入射光经广角成像镜头单元入射至带通滤光片后，经带通滤光片在340nm~380nm内的两个光谱通道入射至像增强器单元进行光信号增强，最后聚焦于紫外线阵CXD探测器上成像。 进一步的,所述带通滤光片的光谱杂光抑制比为4~5。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果: (I)本专利技术的紫外光谱成像探测系统在340nm~380nm紫外波段范围可以探测较弱的目标信号，具有较高的灵敏度，尤其是在白天探测海洋表面漂浮物太阳光谱的反射信号，可以实现较高的海洋污染预警率； (2)本专利技术的紫外光谱成像探测系统采用广角成像镜头单元，可以实现宽覆盖、高地面分辨率要求，视场可达到40°，地面分辨率可达到2mX2m(飞行高度1km)。 【附图说明】 图1为本专利技术用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统的原理示意图； 图2为本专利技术用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统的结构示意图； 1、广角成像镜头单元，2、带通滤光片，3、像增强器单元，4、紫外线阵C⑶探测器。 【具体实施方式】 下面结合附图进一步说明本专利技术。 如图1所示，本专利技术根据太阳紫外波段辐射经海洋水体表面泄漏的原油或漂浮植被的紫外光谱反射率与无覆盖物海洋水体的紫外光谱反射率不同的原理实现海洋环境灾害预警。到达地面的太阳辐射在紫外、可见和红外波段大部分被海洋、地表吸收和透射，只有少量波段的太阳辐射被水体覆盖物反射。在不同的光照条件下，海洋上的油膜或植被漂浮物在紫外波段的光谱反射率最为明显，水体上的油层和漂流的植被在紫外光谱波段有较强的光谱反射率，因此在紫外线阵CCD探测器图像上，覆盖物的光谱反射率比海水要亮。 如图2所示，用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统包括从前向后沿同一光轴设置的广角成像镜头单元1、带通滤光片2、像增强器单元3和紫外线阵CXD探测器4组成。入射光经过广角成像镜头单元I入射至带通滤波片2，并经带通滤光片2在340nm?380nm波段内的两个光谱通道滤波后，入射至像增强器单元3，通过像增强器单元3内相应的两个光谱通道进行光信号增强，最后聚焦于紫外线阵CCD探测器4的焦平面上，通过紫外线阵CXD探测器4成像，实现对340nm?380nm波段的海洋水体的紫外反射光谱探测。其中，入射光为海洋水体(无覆盖物海洋水体和有覆盖物海洋水体)的太阳辐射的反射光。 本实施方式中，广角成像镜头单元I能够实现大角度宽覆盖的光学视场，视场可达到40°，地面分辨率可达到2mX2m(飞行高度1km)，广角成像镜头单元I主要包括从前向后沿同一光轴设置的六个光学透镜，依次为双凸透镜，直径为Φ45πιπι，前后曲率半径分别为154.23mm和148.48mm ;两片负透镜，直径依次为Φ 38mm和Φ 36mm，曲率半径依次为148.48mm和135.56mm ;两片正透镜，直径依次为Φ 38mm和Φ 35mm,曲率半径依次为125.54mm和126.75mm ；一片正透镜,直径为Φ 34mm,曲率半径为125.89mm,透镜间的距离依据具体应用调节。带通滤光片2为高截止带通滤光片,在340nm?380nm内具备两个光谱通道，且该带通滤光片2的光谱杂光抑制比为4?5，可以更为有效的探测目标信号，将海洋水体(无覆盖物海洋水体和有覆盖物海洋水体)的太阳辐射反射光滤波为紫外辐射反射光，防止紫外线阵CCD探测器工作波段外的光能量进入紫外线阵CCD探测器，从而引起探测目标的虚像、虚警发生。像增强器单元3包括光阴极、微通道板和荧光屏；单个光电子由光阴极经150V?200V电场拉向微通道板，微通道板是一厚度约为Imm的圆盘，加500V?1000V电压，微通道板使单个光电子产生二次电子发射，从微通道板释放的电子打击荧光屏，使荧光屏发射的光比入射到光阴极上的光更强，达到光信号增强的作用。紫外线阵CCD探测器将聚焦在其焦平面上的光信号成像。 本专利技术定义的前后是沿光传播方向而定的，光先通过的方向为前。 显然，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想。应当指出，对于所述
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统，其特征在于，包括从前向后沿同一光轴依次设置的广角成像镜头单元、带通滤光片、像增强器单元和紫外线阵CCD探测器；入射光经广角成像镜头单元入射至带通滤光片，经带通滤光片在340nm～380nm内的两个光谱通道入射至像增强器单元进行光信号增强，最后聚焦于紫外线阵CCD探测器上成像。

【技术特征摘要】
1.用于海洋环境灾害预警的紫外光谱成像探测系统，其特征在于，包括从前向后沿同一光轴依次设置的广角成像镜头单元、带通滤光片、像增强器单元和紫外线阵CCD探测器； 入射光经广角成像镜头单元入射至带通滤光片，经带通滤光片在340...

【专利技术属性】
技术研发人员：林冠宇，王淑荣，于磊，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22