[发明专利]针对红外光学系统杂散辐射的定量测量误差校正方法

说明书

本发明涉及一种针对红外光学系统杂散辐射的定量测量误差校正方法，包括：在红外光学系统的内部设置温度传感器；将红外光学系统置于恒温环境中进行辐射定标测量，记录定标体温度、响应值以及温度传感器的温度值；计算定标测量时总杂散辐射等效辐射亮度；根据定标体温度、响应值以及定标时总杂散辐射等效辐射亮度计算辐射定标的响应度和背景值；对目标进行测量，记录温度传感器的温度值和目标对应的响应值；根据记录的温度值，计算在测量时的总杂散辐射等效辐射亮度，结合目标对应的响应值以及响应度和背景值，计算得到修正后的目标等效辐射亮度。该方法可有效降低红外光学系统对目标的定量测量误差。

技术领域

本发明涉及红外定量测量误差校正技术领域，尤其涉及一种针对红外光学系统杂散辐射的定量测量误差校正方法。

背景技术

在红外光学系统中，光学元件和机械结构的杂散辐射是影响系统定量测量的重要因素。目前，解决杂散辐射对红外光学系统定量测量影响的技术手段主要包括两方面：一方面是在光学系统研制时，通过合理的光学设计、在光学元件表面镀减反膜、安装低温系统等技术减少到达探测器的杂散辐射量值；另一方面是在实验室内以及测量试验前，通过辐射定标来消除杂散辐射的影响。但是合理的光学设计无法解决光学元件自身的热辐射问题，在光学元件表面镀减反膜无法做到没有反射，对整个光学系统进行低温控制技术难度很大，不易实施。而由于红外光学系统的使用环境复杂多变，实验室辐射定标并不能完全模拟不同的工作温度条件，即便是在测量试验前进行辐射定标，在相隔一段时间后，由于工作温度也会有所变化，如果使用与实际工作温度不相符的辐射定标数据，将会导致定量测量目标等效辐射亮度产生误差。因此有必要研究一种针对红外光学系统杂散辐射的定量测量误差校正方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分问题，提供一种针对红外光学系统杂散辐射的定量测量误差校正方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种针对红外光学系统杂散辐射的定量测量误差校正方法，包括如下步骤：

S1、在红外光学系统的内部设置温度传感器，实时测量所述红外光学系统内部产生杂散辐射的光学元件及机械结构表面的温度；

S2、将所述红外光学系统置于恒温环境中，利用定标体对所述红外光学系统进行辐射定标测量，记录定标体温度、对应的辐射的响应值，以及在定标测量过程中所述温度传感器测得的温度值；

S3、根据所述温度传感器测得的温度值，计算在定标测量时所述红外光学系统中的光学元件及机械结构表面产生并被探测器接收到的总杂散辐射的等效辐射亮度L_c；

S4、根据定标测量得到的定标体温度及对应的辐射的响应值，结合总杂散辐射的等效辐射亮度L_c，计算所述红外光学系统辐射定标的响应度k和背景值b；

S5、采用所述红外光学系统对目标进行辐射测量，记录测量时的所述温度传感器测得的温度值以及目标对应的响应值；

S6、根据记录的温度值，计算在测量时所述红外光学系统中的总杂散辐射的等效辐射亮度L_c′，结合目标对应的响应值以及所述红外光学系统辐射定标的响应度k和背景值b，计算得到修正后的目标等效辐射亮度。

优选地，所述步骤S2中利用定标体对所述红外光学系统进行辐射定标测量时，采用低温黑体和高温黑体作为定标体，先将低温黑体放置于所述红外光学系统的入瞳处并使其充满入瞳，记录所述低温黑体的温度T₁和其对应的辐射的响应值DN₁；再移走所述低温黑体，将高温黑体放置于所述红外光学系统的入瞳处并使其充满入瞳，记录所述高温黑体的温度T₂和其对应的辐射的响应值DN₂。

优选地，所述低温黑体的温度范围为-10～80℃，所述高温黑体的温度范围为80～150℃。