[发明专利]红外光谱辐射计光谱分辨增强方法、红外光谱辐射计

说明书

本发明涉及基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨增强方法和宽波段红外光谱辐射计，方法包括对入射红外信号进行光谱采样，得到渐变滤光片的各个波长通道，对各个波长通道中的任意两个相邻波长通道的重叠区域进行二次采样，根据所述二次采样得到的谱峰位置，构建中间波长通道，实现宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强。本发明提出的光谱分辨率增强方法，无需对硬件进行更新，仅需增加有限次光谱采样，然后通过适当数据处理，即可实现基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强，具有简单、高效的特点。

技术领域

本发明属于宽波段红外光谱辐射计领域，具体涉及宽波段红外光谱辐射计光谱分辨增强方法、红外光谱辐射计。

背景技术

宽波段红外光谱辐射计是一类集光谱仪与辐射计功能于一体的测量系统，是一种非常重要的红外测量仪器，广泛应用于目标识别、光谱特性测试、大气观测、人造源的特性测试等众多科研、生产等场合。

滤光片分光体制是红外光谱辐射计常用的一种分光体制。渐变滤光片是目前使用较多的一种新型滤光片，与传统滤光相比，其波长覆盖范围和光谱分辨率都有了明显改善。渐变滤光片是一种波长沿某一方向均匀增加或减少的新型超窄带滤光片。使用高精度电机驱动渐变滤光片，使得入射光依次通过渐变滤光片的不同位置，即能获取对应透过波长的出射光，这就是红外光谱辐射计使用渐变滤光片进行分光的原理。采用该分光体制红外光谱辐射计的光谱分辨率由渐变滤光片相邻两个波长通道的间隔决定，渐变滤光片相邻两个波长通道的间隔即为渐变滤光片自身物理分辨率。

但受制于渐变滤光片的工作原理及加工制造工艺，目前红外波段的渐变滤光片最好的物理分辨率也只有2%测量波长。并且随着技术的发展，对于红外光谱辐射计，对其宽波段、高速、高光谱分辨率测量能力提出了越来越高的要求。因此，受限于渐变滤光片自身物理分辨率限制，基于渐变滤光片分光的红外光谱辐射计在某些应用场合已不能很好的满足应用需求，存在光谱分辨率能力瓶颈问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出了一种简单、方便高效、性能好的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率增强方法，无需对硬件进行更新，仅需增加有限次光谱采样，然后通过适当数据处理，即可实现基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强。

本发明采用下面的技术方案：

一种基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨增强方法，对入射红外信号进行光谱采样，得到渐变滤光片的各个波长通道，对各个波长通道中的任意两个相邻波长通道的重叠区域进行二次采样，根据所述二次采样得到的谱峰位置，构建中间波长通道，实现宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强。

上述的技术方案无需对硬件进行更新，仅需增加有限次光谱采样，然后通过适当数据处理，即可实现基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计光谱分辨率的增强，具有简单、高效的特点。

进一步的，若二次采样得到的谱峰仅出现在两个相邻波长通道的重叠区域上，而相邻两个波长通道无谱峰值，表示红外光谱辐射计能够在所述两个相邻波长通道之间分辨出新的波长。

进一步的，在所述两个相邻波长通道的重叠区域上构建中间波长通道，当渐变滤光片的波长分布呈线性时，该中间波长通道的中心波长为两个相邻波长通道之中心波长的线性插值。

进一步的，在所述两个相邻波长通道的重叠区域上构建中间波长通道，当渐变滤光片的波长分布呈非线性时，该中间波长通道的中心波长由非线性拟合算法给出。

进一步的，将各个波长通道按照中心波长从小到大排列或从大到小排列，对其中两个相邻波长通道的重叠区域按照从小到大顺序或从大到小顺序进行二次采样。

进一步的，所述各个通道的光谱采样为高斯型函数。

本发明还提出了一种技术方案：一种基于渐变滤光片的宽波段红外光谱辐射计，采用上述的光谱分辨增强方法。