一種光譜儀裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及遙感探測(cè)領(lǐng)域中的成像光譜儀的裝調(diào)測(cè)試用組件，具體是指一種在推 帚式機(jī)載或星載成像光譜儀之光譜儀光電聯(lián)調(diào)過(guò)程中，使用的裝調(diào)測(cè)試視場(chǎng)光闌組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 成像光譜儀在遙感探測(cè)領(lǐng)域中占有重要地位，它既能獲得被探測(cè)目標(biāo)的面貌特 征，又能分析其物質(zhì)組成成分。推帚式成像光譜儀，在對(duì)地面推掃飛行過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)一 維視場(chǎng)光闌，經(jīng)過(guò)光譜儀分光成像，用一個(gè)二維面陣探測(cè)器來(lái)同時(shí)接收地物目標(biāo)的空間維 和光譜維信息。
[0003] 推帚式成像光譜儀的代表儀器有：CASI、SFSI、Hyperion等，從相關(guān)文獻(xiàn)中可知， 該類儀器對(duì)裝調(diào)過(guò)程中的視場(chǎng)光闌和探測(cè)器的相對(duì)空間關(guān)系要求嚴(yán)格，以盡量在硬件上控 制空間位置失調(diào)引入的畸變，以降低定標(biāo)和數(shù)據(jù)處理工作量。
[0004] 隨著光譜成像探測(cè)精度要求的提高，不僅在設(shè)計(jì)上要求提高指標(biāo)參數(shù)和設(shè)計(jì)水 平，同時(shí)對(duì)裝調(diào)測(cè)試的精度要求也隨之變得苛刻。裝調(diào)好的成像光譜儀在實(shí)際應(yīng)用中，其使 用的視場(chǎng)光闌為一條狹縫，汞燈照射時(shí)，在探測(cè)器面陣上色散開(kāi)一系列狹縫譜線。在像元級(jí) 精度要求的情況下，光譜儀的光電聯(lián)調(diào)可以通過(guò)調(diào)整探測(cè)器使兩條譜線兩端清晰，用兩點(diǎn) 決定一線、兩線決定一面來(lái)確定探測(cè)器的裝調(diào)狀態(tài)。在視場(chǎng)光闌不占滿光譜儀探測(cè)器空間 維像元的情況下，也可以像元級(jí)精度對(duì)準(zhǔn)空間維位置。然而，這種方法精度有限。極端的例 子是，對(duì)于光譜采樣比較大而空間分辨率比較高的儀器，對(duì)汞燈幾條光譜線的調(diào)節(jié)，并不能 達(dá)到最好的空間分辨率，那么儀器的裝調(diào)不能體現(xiàn)儀器本身的最佳水平；而且裝調(diào)過(guò)程中 不能定量的給出光譜儀的空間分辨率。由于現(xiàn)今對(duì)成像光譜儀精度要求提高到亞像元級(jí)甚 至更高，光譜儀光電聯(lián)調(diào)包括面陣探測(cè)器上空間維位置、旋轉(zhuǎn)和偏擺，光譜維位置、旋轉(zhuǎn)和 俯仰，軸向?qū)?zhǔn)共六維的精密調(diào)整。這就需要光電聯(lián)調(diào)過(guò)程中，能方便觀測(cè)視場(chǎng)光闌組件在 探測(cè)器面陣上的光譜維和空間維狀態(tài)，可以通過(guò)一個(gè)帶有二維圖案的裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌 組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)研發(fā)了一種專門針對(duì)成像光譜儀在光譜儀光電聯(lián)調(diào)階段裝調(diào)測(cè)試 用的視場(chǎng)光闌組件，該組件配合不同光源，便于光譜儀光電聯(lián)調(diào)，提高裝調(diào)效率和精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：基于上述已有技術(shù)存在的一些問(wèn)題，本發(fā)明的目的是 設(shè)計(jì)一種光譜儀裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件，在光電聯(lián)調(diào)過(guò)程中，能方便觀測(cè)視場(chǎng)光闌組件 在探測(cè)器面陣上的光譜維和空間維狀態(tài)，提高裝調(diào)效率和裝調(diào)精度。
[0006] 本發(fā)明的裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件如圖1所示。所述的裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件 由光闌座1和光闌基片2組成。
[0007] 所述的光闌基片2, 一個(gè)表面上有二維圖案3,二維圖案3以外區(qū)域?yàn)槲鈪^(qū)域。
[0008] 本發(fā)明的光闌圖案3如圖2所示。所述的二維圖案3,是一組有規(guī)律分布的明暗條 紋，明條紋透光，暗條紋吸光。所述的二維圖案3關(guān)于光闌基片2的中心對(duì)稱，有A、B、C、D、 E五個(gè)區(qū)域，分布在成像光譜儀的右側(cè)邊緣視場(chǎng)、右側(cè)中間視場(chǎng)、中心視場(chǎng)、左側(cè)中間視場(chǎng)、 左側(cè)邊緣視場(chǎng)。豎向的五對(duì)明暗條紋中的條紋寬度和間隔對(duì)應(yīng)探測(cè)器上的一個(gè)元，長(zhǎng)度對(duì) 應(yīng)探測(cè)器上的十個(gè)元；橫向的條紋寬度，對(duì)應(yīng)探測(cè)器上的一個(gè)元，長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)探測(cè)器上的十個(gè) 元；橫豎條紋的間隔對(duì)應(yīng)探測(cè)器上的十個(gè)元。
[0009] 所述的二維圖案3的明暗條紋尺寸和形位公差嚴(yán)格，而與光闌基片2的相對(duì)形位 公差較寬松。二維圖案3與光闌座1的形位公差嚴(yán)格，通過(guò)調(diào)整光闌基片2在光闌座1的 位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010] 本發(fā)明組件的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)合汞燈光源照明視場(chǎng)光闌，探測(cè)器上同時(shí)出現(xiàn)橫豎條紋 的像，橫條紋對(duì)應(yīng)汞燈的光譜特征線，豎條紋對(duì)應(yīng)空間分布，通過(guò)觀測(cè)探測(cè)器上的橫豎條紋 的像的位置和清晰度，可以進(jìn)行探測(cè)器相對(duì)于視場(chǎng)光闌的六維調(diào)節(jié)，并且可以檢測(cè)出光柵 相對(duì)于視場(chǎng)光闌的旋轉(zhuǎn)失調(diào)并進(jìn)行光柵調(diào)校。結(jié)合復(fù)色光源照明視場(chǎng)光闌，探測(cè)器上會(huì)出 現(xiàn)對(duì)應(yīng)豎條紋的像，因此可以測(cè)試出光譜儀中心視場(chǎng)、中間視場(chǎng)以及邊緣視場(chǎng)的空間成像 質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件示意圖，
[0012] 圖中：
[0013] 1為光闌座；
[0014] 2為光闌基片；
[0015] 3為光闌二維圖案。
[0016] 圖2為光闌圖案示意圖，
[0017] (a)光闌圖案分布示意圖；
[0018] (b)中心圖案C區(qū)示意圖；
[0019] (c)右側(cè)圖案A區(qū)、B區(qū)示意圖；
[0020] (d)左側(cè)圖案D區(qū)、E區(qū)示意圖；
[0021] L為基片長(zhǎng)度；
[0022] W為基片寬度；
[0023] a為明暗條紋寬度及間隔；
[0024] b為條紋長(zhǎng)度及橫豎條紋間的距離；
[0025] c為中間視場(chǎng)圖案距中心視場(chǎng)間隔；
[0026] d為邊緣視場(chǎng)圖案距中心視場(chǎng)間隔。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 假設(shè)成像光譜儀望遠(yuǎn)鏡像面的線視場(chǎng)為33mmX0· 016mm，光譜儀放大倍率為-1， 探測(cè)器規(guī)模為2048元X 256元，像元尺寸為0. 016mmX0. 016mm。根據(jù)圖1的裝調(diào)測(cè)試用視 場(chǎng)光闌組件示意圖，設(shè)計(jì)了一種裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件，可用于該成像光譜儀的光譜儀 光電聯(lián)調(diào)。視場(chǎng)光闌基片厚1mm，其一個(gè)表面上制作有二維圖案，參數(shù)列于表1。
[0028] 表1光闌基片和二維圖案的參數(shù)
[0029]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光譜儀裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件，由光闌座（1)和光闌基片（2)組成，其特征 在于： 所述的光闌基片（2)的一個(gè)表面上有二維圖案（3)，二維圖案（3)以外區(qū)域?yàn)槲鈪^(qū) 域；二維圖案（3)是一組規(guī)律分布的明暗條紋，明條紋透光，暗條紋吸光，二維圖案（3)關(guān)于 光闌基片⑵的中心對(duì)稱，有A、B、C、D、E五個(gè)區(qū)域，其分布與成像光譜儀視場(chǎng)的右側(cè)邊緣 視場(chǎng)、右側(cè)中間視場(chǎng)、中心視場(chǎng)、左側(cè)中間視場(chǎng)、左側(cè)邊緣視場(chǎng)相對(duì)應(yīng)；豎向的五對(duì)明暗條紋 中的條紋寬度和間隔為探測(cè)器上的一個(gè)像元大小，長(zhǎng)度為探測(cè)器上的十個(gè)像元大?。粰M向 的條紋寬度為探測(cè)器上的一個(gè)像元大小，長(zhǎng)度為探測(cè)器上的十個(gè)像元大小；橫豎條紋間的 間隔為探測(cè)器上的十個(gè)像元大小。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜儀裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件，其特征在于：所述的 二維圖案（3)的明暗條紋尺寸和形位公差嚴(yán)格，為1/8瞬時(shí)視場(chǎng)對(duì)應(yīng)的視場(chǎng)光闌縫寬尺寸； 而與光闌基片（2)的相對(duì)形位公差較寬松，為±0. 02mm，二維圖案（3)與闌座（1)的形位公 差嚴(yán)格，為±〇.〇〇5_，通過(guò)調(diào)整光闌基片（2)在闌座（1)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光譜儀裝調(diào)測(cè)試用視場(chǎng)光闌組件，它由光闌座和光闌基片組成，光闌基片的一個(gè)表面上有二維圖案。所述的二維圖案，是一組在中心視場(chǎng)、中間視場(chǎng)以及邊緣視場(chǎng)，有規(guī)律分布的明暗條紋。結(jié)合汞燈光源照明視場(chǎng)光闌，可以同時(shí)進(jìn)行探測(cè)器相對(duì)于視場(chǎng)光闌的六維調(diào)節(jié)，并且可以檢測(cè)出光柵相對(duì)于視場(chǎng)光闌的旋轉(zhuǎn)失調(diào)并進(jìn)行光柵調(diào)校。結(jié)合復(fù)色光源照明視場(chǎng)光闌，可以測(cè)試出光譜儀中心視場(chǎng)、中間視場(chǎng)以及邊緣視場(chǎng)的空間成像質(zhì)量。本發(fā)明中的含有二維圖案的視場(chǎng)光闌組件，解決了傳統(tǒng)單縫視場(chǎng)光闌光電聯(lián)調(diào)過(guò)程中，不能方便觀測(cè)到探測(cè)器面陣上的光譜維和空間維狀態(tài)的問(wèn)題，從而有效提高了裝調(diào)效率和裝調(diào)精度。
【IPC分類】G01J3/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105157831
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510606623
【發(fā)明人】袁立銀, 陳爽, 錢立群, 何志平, 王躍明
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日