宽带红外光源与光谱调控方法技术

本发明专利技术提供了一种宽带红外光源光谱调控方法，包含以下步骤：步骤S1：将混合波长红外光线准直为平行光；步骤S2：通过折射处理，使得混合波长红外光线形成多束单波长红外光线，不同波长的单波长红外光线沿不同方向出射；步骤S3：将单波长红外光线进行汇聚，相同波长的单波长红外光线汇聚在同一位置，不同波长的单波长红外光线的汇聚位置各不相同；步骤S4：对汇聚后的单波长红外光线进行选通，获得所需波长的单波长红外光线组成的目标光束。本发明专利技术还提供了一种宽带红外光源。本发明专利技术采用棱镜结构进行分光，分光后由微镜阵列对不同波长的光束进行选通，进而实现了对宽带红外光源出射光谱的控制。

【技术实现步骤摘要】
宽带红外光源与光谱调控方法
本专利技术涉及半实物仿真、光电检测、光谱分析领域，具体地，涉及一种宽带红外光源与光谱调控方法，特别是一种光谱可控的宽带红外光源及光谱控制方法。
技术介绍
在光学精确制导领域，为了提高制导系统对复杂战场环境的适应性，新型制导技术得到快速发展，如红外多谱段探测制导技术和红外多光谱/高光谱探测制导技术等。新型制导技术通过获取目标和干扰的光谱信息，能够有效提升对目标的探测、识别和跟踪能力，能够大幅提高制导系统的抗干扰能力。为了验证制导系统性能需要针对制导系统开展半实物仿真试验，在半实物仿真试验中要模拟制导系统所接收到的红外物理场景，必须使场景中的红外光谱分布与真实环境一致，为此需要一种光谱可控的宽带红外光源，用于产生不同光谱分布的红外物理场景。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种宽带红外光源与光谱调控方法。根据本专利技术提供的宽带红外光源光谱调控方法，包含以下步骤：步骤S1：将混合波长红外光线准直为平行光束；步骤S2：通过折射处理，使得混合波长红外光线形成多束单波长红外光线，不同波长的单波长红外光线沿不同方向出射；步骤S3：将单波长红外光线进行汇聚，相同波长的单波长红外光线汇聚在同一位置，不同波长的单波长红外光线的汇聚位置各不相同；步骤S4：对汇聚后的单波长红外光线进行选通，获得所需波长的单波长红外光线组成的目标光束。优选地，还包含步骤S5：对所述目标光束进行匀光；步骤S5中，通过匀光器对目标光束进行匀光，所述匀光器包含表面镀金属反射膜的匀光棒。优选地，步骤S1中，所述混合波长红外光线由黑体发出，使用准直凹面反射镜将多束混合波长红外光线准直为平行光束；步骤S2中，使用棱镜结构对混合波长红外光线进行折射处理；步骤S3中：使用成像凹面反射镜将单波长红外光线进行汇聚；步骤S4中，使用微镜阵列对汇聚后的单波长红外光线进行选通。本专利技术还提供了一种宽带红外光源，包含黑体、准直凹面反射镜、棱镜结构、成像凹面反射镜以及微镜阵列；黑体发出的红外光线在传播路径上依次经过准直凹面反射镜、棱镜结构、成像凹面反射镜、微镜阵列。优选地，黑体与准直凹面反射镜之间还设置有光栏。优选地，其特征在于，还包含匀光器，红外光线在传播路径上经过微镜阵列后到达匀光器中；所述匀光器包含表面镀金属反射膜的匀光棒。优选地，黑体高度h与微镜阵列工作区域的宽度a相等；高温黑体宽度l与微镜阵列工作区域的长度b满足以下比例关系：式中：f1为准直凹面反射镜的焦距，f2为成像凹面反射镜的焦距。优选地，所述棱镜结构包含一个或多个棱镜；棱镜结构通光孔径B满足：B≥D·cos(θ)式中：D为到棱镜结构上的入射光束的直径，θ为到棱镜结构上的入射光束的入射角。优选地，所述微镜阵列包含二维微镜阵列，所述二维微镜阵列中，单个微镜连接有偏转角度控制结构；或者所述微镜阵列包含一维微镜阵列，所述一维微镜阵列中，单个微镜偏转方向固定。微镜阵列通过改变微镜空间排列布局实现不同光谱分布的控制。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术采用棱镜结构进行分光，分光后由微镜阵列对不同波长的光束进行选通，进而实现了对宽带红外光源出射光谱的控制；2、本专利技术结构简单，易于实现，通过匀光器等结构的设置，能够得到均匀的宽带红外光源的发光面；3、二维微镜阵列中，可通过电子方法控制微反射镜的偏转角度，从而控制入射光线的反射方向，操作简单；4、对于一维微镜阵列，可通过更换不同结构布局的微镜阵列，实现不同光谱分布宽带红外光源的快速获取；5、本专利技术采用宽带的红外材料实现棱镜结构，使宽带红外光源能够同时产生短波红外、中波红外和长波红外的红外辐射，且每个波段的光谱分布可控。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的宽带红外光源整体结构及工作原理示意图；图2为二维微镜阵列结构及工作原理示意图；图3为一维微镜阵列结构及工作原理示意图；图4为黑体与微镜阵列尺寸关系示意图。图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供的宽带红外光源，包含黑体1、准直凹面反射镜3、棱镜结构4、成像凹面反射镜5以及微镜阵列6；黑体1发出的红外光线在传播路径上依次经过准直凹面反射镜3、棱镜结构4、成像凹面反射镜5、微镜阵列6。优选地，黑体1与准直凹面反射镜3之间还设置有光栏2。优选地，宽带红外光源还包含匀光器7，红外光线在传播路径上经过微镜阵列6后到达匀光器7中；所述匀光器7包含表面镀金属反射膜的匀光棒。如图4所示，实施例中，黑体1高度h与微镜阵列6工作区域的宽度a相等；高温黑体1宽度l与微镜阵列6工作区域的长度b满足以下比例关系：式中：f1为准直凹面反射镜3的焦距，f2为成像凹面反射镜5的焦距。所述棱镜结构(4)包含一个或多个棱镜，实施例中采用了三个棱镜构成的棱镜组合。棱镜结构4通光孔径B满足：B≥D·cos(θ)式中：D为到棱镜结构4上的入射光束的直径，θ为到棱镜结构4上的入射光束的入射角。如图2所示，所述微镜阵列6包含二维微镜阵列61，所述二维微镜阵列61中，单个微镜连接有偏转角度控制结构。或者，如图1所示，所述微镜阵列6包含一维微镜阵列62，所述一维微镜阵列62中，单个微镜偏转方向固定。优选地，多个微镜阵列6中包含有短波红外微镜阵列、中波红外微镜阵列以及长波红外微镜阵列。本专利技术还提供了一种宽带红外光源光谱调控方法，包含以下步骤：步骤S1：将混合波长红外光线准直为平行光；步骤S2：通过折射处理，使得混合波长红外光线形成多束单波长红外光线，不同波长的单波长红外光线沿不同方向出射，优选地，相同波长的单波长红外光线平行出射；步骤S3：将单波长红外光线进行汇聚，相同波长的单波长红外光线汇聚在同一位置，不同波长的单波长红外光线的汇聚位置各不相同；步骤S4：对汇聚后的单波长红外光线进行选通，获得所需波长或波长范围的单波长红外光线组成的目标光束。宽带红外光源光谱调控方法还包含步骤S5：对所述目标光束进行匀光；步骤S5中，通过匀光器7对目标光束进行匀光，所述匀光器7包含表面镀金属反射膜的匀光棒。优选地，步骤S1中，所述混合波长红外光线由黑体1发出，使用准直凹面反射镜3将多束混合波长红外光线准直为平行光；步骤S2中，使用棱镜结构4对混合波长红外光线进行折射处理；步骤S3中：使用成像凹面反射镜5将单波长红外光线进行汇聚；步骤S4中，使用微镜阵列6对汇聚后的单波长红外光线进行选通。优选实施方式：高温黑体1输出全谱段的红外辐射，光谱分布复合普朗克定律。黑体1输出光波经过准直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带红外光源光谱调控方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1：将混合波长红外光线准直为平行光；步骤S2：通过折射处理，使得混合波长红外光线形成多束单波长红外光线，不同波长的单波长红外光线沿不同方向出射；步骤S3：将单波长红外光线进行汇聚，相同波长的单波长红外光线汇聚在同一位置，不同波长的单波长红外光线的汇聚位置各不相同；步骤S4：对汇聚后的单波长红外光线进行选通，获得所需波长的单波长红外光线组成的目标光束。

【技术特征摘要】
1.一种宽带红外光源光谱调控方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1：将混合波长红外光线准直为平行光；步骤S2：通过折射处理，使得混合波长红外光线形成多束单波长红外光线，不同波长的单波长红外光线沿不同方向出射；步骤S3：将单波长红外光线进行汇聚，相同波长的单波长红外光线汇聚在同一位置，不同波长的单波长红外光线的汇聚位置各不相同；步骤S4：对汇聚后的单波长红外光线进行选通，获得所需波长的单波长红外光线组成的目标光束。2.根据权利要求1所述的宽带红外光源光谱调控方法，其特征在于，还包含步骤S5：对所述目标光束进行匀光；步骤S5中，通过匀光器(7)对目标光束进行匀光，所述匀光器(7)包含表面镀金属反射膜的匀光棒。3.根据权利要求1所述的宽带红外光源光谱调控方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合波长红外光线由黑体(1)发出，使用准直凹面反射镜(3)将多束混合波长红外光线准直为平行光束；步骤S2中，使用棱镜结构(4)对混合波长红外光线进行折射处理；步骤S3中：使用成像凹面反射镜(5)将单波长红外光线进行汇聚；步骤S4中，使用微镜阵列(6)对汇聚后的单波长红外光线进行选通。4.一种宽带红外光源，其特征在于，包含黑体(1)、准直凹面反射镜(3)、棱镜结构(4)、成像凹面反射镜(5)以及微镜阵列(6)；黑体(1)发出的红外光线在传播路径上依次经过准直凹面反射镜(3)、棱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，张建忠，冯晓晨，陈钊，沈涛，张小威，胡启鹏，田义，柴娟芳，张励，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31