[发明专利]用于窄带滤光器不同视场波长漂移的测量装置和改正方法

说明书

本发明实施例涉及一种用于窄带滤光器不同视场波长漂移的测量装置和改正方法，该方法包括：将定标光源和扩散片切入窄带滤光器所在的光路；通过所述窄带滤光器扫描所述定标光源的光谱；根据所述定标光源的光谱确定所述窄带滤光器在不同视场下的波长漂移；将所述定标光源和扩散片移出所述光路；通过所述窄带滤光器扫描观测目标的光谱；根据所述窄带滤光器在不同视场下的波长漂移校准所述观测目标的光谱，得到所述观测目标的真实光谱和速度场信息。本发明实施例可用于天地基的小口径大视场的太阳观测，如全日面光球色球像，也可用于天地基的日冕仪观测，最终实现精确的波长和速度场本底标定，还可用于基于窄带滤光器的小口径大视场的对地遥感观测。

技术领域

本发明涉及遥感成像领域，包括对地或天文目标的遥感成像，尤其涉及一种用于窄带滤光器不同视场波长漂移的测量装置和改正方法。

背景技术

在遥感观测领域，如空间对地观测或空间、地基的天文观测，经常用窄带滤光器在某条吸收线或发射线开展窄带成像观测，以得到观测目标更为丰富的信息。比如太阳观测中，可见光波段连续谱均形成在光球，若想实现太阳高层大气如色球的观测，只能在色球吸收线的线心附近观测。

绝大多数窄带滤光器如窄带的干涉滤光片、Lyot滤光器、法布里－珀罗等都是基于干涉原理实现窄带滤光。此类器件在使用时遇到的一个问题就是不同方向的光线在透过窄带滤光器后的仪器轮廓峰值不同。例如，在太阳观测中，滤光器要么放在准直光路，要么放在远心光路。在准直光路中，探测器接收的不同视场的信息经过窄带滤光器的光程并不相同，这会造成不同视场的滤光器透过峰值位置不同，一般称为不同视场的波长漂移。对于远心光路，尽管不同视场经过滤光器的角度一样，理论上不存在不同视场的波长漂移，实际上受光学表面加工精度的影响，整个光路内存在波长漂移。

窄带滤光器引起的波长漂移对观测数据的波长定标十分重要，因为波长定标不准会导致由波长信息推导的物理参数如速度场精度不高。对于小视场大口径的太阳观测，因观测视场较小，一般选择日面中心的宁静区，随机晃动望远镜，多帧叠加后得到均匀的不同视场波长一致的定标数据，用于推算窄带滤光器不同视场引起的波长漂移。

但是对于大口径小视场的太阳观测，如全日面光球或色球、日冕观测，无法推算窄带滤光器不同视场引起的波长漂移。

发明内容

本发明实施例提供一种用于窄带滤光器不同视场波长漂移的测量装置和改正方法，可以用于天地基的小口径大视场的太阳观测，如全日面光球色球像，也可以用于天地基的日冕仪观测，最终实现精确的波长和速度场本底标定，还可用于基于窄带滤光器的小口径大视场的对地遥感观测。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于窄带滤光器不同视场波长漂移的改正方法，该方法包括：将定标光源和扩散片切入窄带滤光器所在的光路，其中，所述定标光源用于生成与所述窄带滤光器的观测谱线一致的光谱，所述扩散片用于将所述定标光源自身的空间特征平滑，得到具有发射角的均匀的面光源，以及减少所述定标光源自身速度引起的波长漂移；通过所述窄带滤光器扫描所述定标光源的光谱；根据所述定标光源的光谱确定所述窄带滤光器在不同视场下的波长漂移；将所述定标光源和扩散片移出所述光路；通过所述窄带滤光器扫描观测目标的光谱；根据所述窄带滤光器在不同视场下的波长漂移校准所述观测目标的光谱，得到所述观测目标的真实光谱和速度场信息，其中，所述观测目标的真实光谱为改正所述扫描观测目标光谱的波长漂移后的光谱。

在一个可能的实施例中，所述根据所述定标光源的光谱确定所述窄带滤光器在不同视场下的波长漂移，包括：通过探测器接收所述定标光源的光谱；对所述探测器的每个探测点得到的所述定标光源的光谱通过高斯轮廓或内插方法进行拟合，得到所述每个探测点对应的所述定标光源光谱的线心位置；根据所述定标光源光谱的线心位置确定所述窄带滤光器在不同视场下的波长漂移。