[发明专利]傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器的函数测试方法及系统

说明书

本发明提供了一种傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器的函数测试方法及系统。测试前确保红外激光器光源出射光经扩束、真空罐光学窗口、积分球匀光及去偏，再经准直系统后入射到仪器视场，并能够充满视场。打开红外激光器，待输出稳定后记录多组傅里叶变换红外光谱仪输出的干涉图数据。然后关闭光源记录多组傅里叶变换红外光谱仪输出的干涉图数据。最后通过分析红外激光器开启与关闭情况下的傅里叶变换红外光谱仪的干涉图数据，计算仪器线形函数。本发明方法合理、实施简易，能够应用于傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器线形函数测量，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及光谱仪技术领域，具体地，涉及一种傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器的函数测试方法及系统。

背景技术

星载傅里叶变换红外光谱仪在大气温度、湿度廓线探测，衡量气体探测等领域具有重要应用。对于光谱仪，无论是可见谱段还是红外谱段，无论是傅里叶变换型还是光栅分光型，在后期应用过程中，都需要各个光谱通道的仪器线形函数(Instrument Line Shape，ILS)，因此在星载光谱仪发射前，需要对仪器线形函数进行测量。

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的专利《光谱仪线形函数获取方法及装置》(申请号：201710601869.5)给出了一种可见谱段成像光谱仪的仪器线形函数测试方法，控制激光器进行等波长间隔扫描，记录光谱仪响应，根据辐射响应度函数分析仪器线形函数。文献[1](汪俊峰，在轨超高分辨率傅里叶光谱仪仪器线型函数更新方法研究，2018)给出了在轨基于太阳光谱对发射前测得的仪器线形函数进行更新的方法。文献[2](张磊，红外傅里叶变换光谱仪的仪器线形函数及工程应用，2015)给出测得仪器线形函数后，基于线形函数对光谱进行修正的方法。文献[3](卢兴吉，激光外差光谱仪的仪器线形函数研究，2019)给出了针对激光外差光谱仪的线形函数分析结果。文献[4](熊伟，空间外差干涉光谱仪仪器线形函数测量新方法研究，2015)给出了一种利用可调谐激光器进行波长扫描的测量方法。

傅里叶变换红外光谱仪不同于光栅型光谱仪，仪器直接获取的数据为干涉图而非光谱图，故而专利《光谱仪线形函数获取方法及装置》(申请号：201710601869.5)给出的方法不能适用。另外，相比于可见谱段的光谱仪，红外光谱仪的仪器自发射背景更大，在测量中不可忽略，故而文献[4]所述方法也不能适用。目前尚未有针对傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器的函数测试方法的说明或报道，也尚未搜集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器的函数测试方法及系统。

根据本发明提供的一种傅里叶变换红外光谱仪发射前仪器的函数测试方法，包括如下步骤：

步骤S1：测试准备，确保红外激光器光源出射光经扩束、真空罐光学窗口、积分球匀光及去偏，再经准直系统后入射到仪器视场，并能够充满视场；

步骤S2：罐外调节红外激光器光源功率，确保激光器输出稳定；

步骤S3：罐外控制地检设备，记录光源稳定条件下的多组傅里叶变换红外光谱仪输出的干涉图数据；

步骤S4：关闭红外激光器，记录多组傅里叶变换红外光谱仪输出的干涉图数据；

步骤S5：通过分析红外激光器开启与关闭情况下的傅里叶变换红外光谱仪的干涉图数据，计算仪器线形函数。

优选地，仪器线形函数测试的设备包括真空罐，位于真空罐外的地检设备、红外激光器光源和扩束系统，位于真空罐内的积分球、准直系统以及待测傅里叶变换红外光谱仪。

优选地，所述真空罐配备有光学窗口。

优选地，步骤S5包含如下步骤：

步骤S501：将步骤S3获取的多组干涉图进行相位对齐；