[发明专利]一种狭缝型光谱仪实时定标装置

说明书

本发明公开了一种针对狭缝型光谱仪的实时定标装置，可在光谱仪在目标景物光谱数据采集的同时获取到标准定量化光谱数据，从而实现了光谱仪的实时定标。该装置包括激光器、标准谱线灯、光纤整合器、第一光纤、第二光纤、光纤调节机构以及反射棱镜；激光器、标准谱线灯分别通过两根第一光纤与光纤整合器的光输入端连接，两根第二光纤的输入端均与光纤整合器的光输出端连接，两根第二光纤的光输出端分别通过一个光纤调节机构安装于待标定狭缝型光谱仪的狭缝两端；每个光纤调节机构上均安装有反射棱镜；第二光纤的输出光经反射棱镜反射后再通过狭缝被待标定狭缝型光谱仪的探测器感光元件接收。

技术领域

本发明属于光谱成像领域，涉及一种针对狭缝型光谱仪的实时定标装置。

背景技术

成像光谱仪把传统的二维成像遥感技术和光谱技术有机的结合在一起，在成像系统获得目标景物空间信息的同时，通过光谱仪系统把目标景物的光谱辐射分解成许多相邻接的狭窄光谱波段的辐射，获得每个目标景物像元的光谱信息。成像光谱仪输出的数字量(即DN值)是目标景物光谱亮度经过光学系统、探测器、电子学放大、A/D转换后产生的数字，无量纲，其值不等于目标景物的辐射量值，为获取目标景物的准确辐射量值，必须对光谱仪进行定标，从而获得被测目标景物辐射亮度和输出DN值之间的定量关系，反演出目标景物的真实辐射亮度。

光谱仪定标主要包括光谱定标和辐射定标，其中，光谱定标和辐射定标又分别分为实验室定标、机上/星上定标、定标场定标等几种实现方式。针对使用较多的狭缝型光谱仪的定标，采用的方法为实验室定标，部分狭缝型光谱仪也采用了光纤引入标准光源的实时定标方式，如专利CN203132697U提出的《一种实时在轨光谱定标装置》，但上述专利提出的定标装置标准光源采用的是积分球加滤光片的方式，此种方式在实际应用过程中仍然存在以下不足：

一是上述定标装置中积分球滤光片受使用周期和环境影响较大，短周期及长周期下稳定性较低；

二是上述定标装置采用的积分球体积较大，且积分球、滤光片、光纤之间的连接结构复杂，这不仅增加了设备成本，也大大降低了设备的便捷性及通用性；

三是上述定标装置中未提及光纤出光口与狭缝位置的对接方式，而这恰恰是决定定标效果的一个关键技术。

发明内容

为了解决现有狭缝型光谱仪定标方式无法满足光谱仪光谱定标实时性要求、且结构复杂成本较高以及定标效果准确度、稳定性较差的问题，本发明提出了一种针对狭缝型光谱仪的实时定标装置，最终可实现光谱仪在目标景物光谱数据采集的同时获取到标准定量化光谱数据，以此校准所采集的目标景物光谱数据。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种狭缝型光谱仪实时定标装置，包括激光器、标准谱线灯、光纤整合器、光纤、光纤调节机构以及反射棱镜；

激光器通过一根第一光纤与光纤整合器的光输入端连接，标准谱线灯通过另一根第一光纤与光纤整合器的光输入端连接；两根第二光纤的输入端均与光纤整合器的光输出端连接，两根第二光纤的光输出端分别通过一个光纤调节机构安装于待标定狭缝型光谱仪的狭缝两端；

所述每个光纤调节机构上均安装有反射棱镜；第二光纤的输出光经反射棱镜反射后再通过狭缝被待标定狭缝型光谱仪的探测器感光元件接收；

光纤调节机构用于对两根第二光纤输出端进行二维调整和位置固定，使得两根第二光纤输出光在待标定狭缝型光谱仪的探测器感光元件上的准确定位。

进一步地，为了使光纤调节机构满足调节方便以及结构紧凑的设计要求，上述光纤调节机构包括主体安装块、y向调节块、x向调节块、y向调节结构以及x向调节结构；

所述主体安装块包括x向固定梁以及固定于x向固定梁两端的y向导向梁；x向固定梁固定于待标定狭缝型光谱仪的狭缝处，且两个y向导向梁位于狭缝两侧；