[发明专利]一种基于光学器件响应的检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于光学器件响应的检测系统，其特征在于，所述系统包括：支撑型角度刻盘、导轨和滑块、平行激光光源、角度传感器、带积分球光谱仪和载物台；

支撑型角度刻盘是一个带角度刻线的半圆盘，圆盘圆心位置镂空；角度刻盘背后带两个锯齿状固定器，圆盘上设有支撑杆，通过调整支撑杆在锯齿状固定器上的位置来调整角度刻盘的倾角，角度刻盘用于控制入射光源的天顶角和方位角；

导轨固定在圆盘外圈，为内凹式弧形导轨；

滑块带外凸式卡扣，内嵌在导轨内槽，并在弧形导轨上滑动，滑块上安装有滑块固定螺栓，在测量时通过滑块锁定螺栓将滑块固定在滑轨上，用于调整入射光源的入射角度；

滑块上开设有平行光源载光筒，平行激光光源可直接插入载光筒并固定，平行激光光源为光学器件角度响应检测提供平行入射光源；

角度传感器为电子式双轴倾角传感器，可实现天顶和方位角同时精确测量，所述角度传感器用螺栓固定在滑块正面，用于精确记录每次测量时入射光源的天顶角和方位角；

带积分球光谱仪包括带入射小孔的积分球腔体、光谱仪主机和软件系统；用于记录不同角度入射光源透过待测目标后的光强；

载物台用于固定待测光学器件，包括外框、固定臂和压片。

2.一种基于角度传感器的光学器件余弦响应检测方法，应用于权利要求1所述的系统，包括：

将待检测光学器件固定在载物台上：将待检测光学器件放置在载物台中心、积分球入射小孔上方，用载物台压片将待检测光学器件固定；

将支撑型角度刻盘垂直载物台固定；将滑块沿导轨滑动，并用螺栓固定；

将平行激光光源插入平行光源载光筒，得到入射于待检测光学目标中心的平行入射光；

记录角度传感器的天顶角，读数精确到0.01度；

用带积分球光谱仪记录平行入射光透过待检测光学器件的强度；

调整滑块的位置，得到不同天顶角的入射辐射，记录角度传感器的读数和光谱仪采集到的信号；

对于每一个角度采样，光谱仪记录了入射光波段范围内的辐射强度，将该波段范围内的辐射强度进行积分，得到该角度下，透过待检测光学器件的辐射强度值；

其中θ_i是入射光的天顶角，由角度传感器采集；E_λ(θ_i)是入射光在θ_i角度下入射到待检测光源后被积分球光谱仪检测到的总的辐射强度；是光谱仪检测到的λ_i波段上的辐射强度；λ₁和λ₂分别是入射光的起始和结束波长；

计算光学器件的余弦响应；

其中δ(θ_i)是θ_i的响应度，E_λ(θ_i)是入射光在θ_i角度下入射到待检测光源后被积分球光谱仪检测到的总的辐射强度；E_λ(0°)是入射光垂直入射到待检测光源后被积分球光谱仪检测到的总的辐射强度；对于特定的入射天顶角θ_i，比较δ(θ_i)和cosθ_i之间的偏差，偏差越小，则该光学器件的余弦响应性能越好。

3.一种基于角度传感器的光学器件方位响应检测方法，应用于权利要求1所述的系统，包括：

将待检测光学器件固定在载物台上；具体方法为：将待检测光学器件放置在载物台中心、积分球入射小孔上方，用载物台压片将待检测光学器件固定；

调整支撑型角度刻盘的倾角，并用锯齿状固定器和支撑杆固定；将滑块沿导轨滑动，并用螺栓固定；

将平行激光光源插入平行光源载光筒，得到入射于待检测光学目标中心的平行入射光；

记录角度传感器的天顶角和方位角，读数精确到0.01度；

用带积分球光谱仪记录平行入射光透过待检测光学器件的强度；

调整支撑型角度刻盘的倾角和滑块的位置，得到不同入射天顶角和方位角的入射辐射，记录光谱仪采集到的信号；

对于每一个入射天顶角，光谱仪记录了不同入射方位角入射光波段范围内的辐射强度，将该波段范围内的辐射强度进行积分，得到该入射天顶角和方位角下，透过待检测光学器件的辐射强度值；

其中θ_i，是入射光的天顶角和方位角，由角度传感器采集；是入射光在θ_i，角度下入射到待检测光源后被积分球光谱仪检测到的总的辐射强度；是光谱仪检测到的λ_i波段上的辐射强度；λ₁和λ₂分别是入射光的起始和结束波长；

光学器件的方位响应度的计算方法为：

比较同一入射天顶角、不同入射方位角下，光谱仪接收到的辐射信号的大小；统计其标准差，标准差越小，说明光学器件的方位一致性越好。