一种用于2~14 μm红外光谱辐射计的波长标定方法

针对所研制的基于渐变滤光片的高 分辨率宽波段红外光谱辐射计,提出了一种波 长标定方法。首先,由理论推导给出初始 波长,并对所用渐变滤光片的非线性进行校正。然后采用基 于波长基准源的特征峰匹配法进行波长校正,进而完成波 长标定。最后使用激光器对标定精度进行校验。结果表 明,本文方法的标定精度优于1%。     

红外目标模拟器校准系统的研制与应用

采用标准辐射和红外目标模拟器的辐射交替折转进入红外光谱辐射计的方法，研制的红外目标模拟器校准系统可以对红外目标模拟器进行直接校准．该系统由标准准直辐射源，光束偏转装置和红外光谱辐射计组成．标准准直辐射源由工作温度为50℃～1050℃的标准黑体和口径300mm的离轴抛物面作主镜的准直光管组成．光束偏转装置由口径465mm的反射镜和定位精度5″的转台组成．红外光谱辐射计采用圆形渐变滤光片CVF对入射的辐射分光，3个光谱工作区间为1μm～3μm，3μm～5μm和8μm～14μm。3个区间的测试数据显示了最小可校准的光谱辐照度低于10^-11／cm^2，系统的相对标准不确定度为2％．     

红外目标模拟器的光谱辐照度校准

红外目标模拟器应当定期进行辐值校准。可以用多种方法校准,主要有光谱辐射计和 专用的校准系统。采用辐射计定标后对红外目标模拟器校准,能够在现场进行,具有方便快捷的特点。专门研制的红外目标模拟器校准系统采用了辐射对比的方法,稳定可靠溯源性强。在8μm～14μm 的光谱区间,10 - 10W/ cm2/μm 的量级上,给出了使用SR25000 红外光谱辐射计和校准系统两种方法的测量结果,并就测试中的一些问题进行了分析。     

用于电光定标的高性能光谱辐射计

美国圣巴巴拉红外公司已研制出一种可对电光测试站、光源及光学表面进行高精确度辐射定标的双波段红外光谱辐射计．这台型号为RAD-9000的红外光谱辐射计覆盖3μm-5μm和8μm-12μm两个谱段,其热灵敏度好于40mK,支持278至373K的目标温度,光谱分辨率(D1／1)优于2％．该红外光谱辐射计由计算机进行控制．除了能提供高性能的相对辐射测量以外,     

红外光谱辐射计镜头视场角测量研究

红外光谱辐射计作为经典的航空发动机红外辐射强度测试仪器,具有光谱分辨率高、测量精度高、响应快、光谱范围广等优点。在使用过程中,红外光谱辐射计需要根据被测目标尺寸及测量距离选择合适的镜头,利用测量的光谱辐射亮度乘以镜头视场的面积,才能得到发动机红外辐射强度。由于加工及装配误差,红外光谱辐射计配套镜头的视场角会偏离其出厂默认值,导致测试偏差。设计了一种红外光谱辐射计镜头视场角测量方法,制作了测量装置,并测量了VSR-3型红外光谱辐射计的标准镜头的视场角。测量结果表明：镜头有效视场角与出厂默认角度存在4%的偏差。通过修正该偏差,能够提高航空发动机红外辐射强度测量精度。     

简易双波段光谱辐射计的设计及标定方法

设计了一台简易双波段(1.315±0.020 μm,3.6～4.2 μm)光谱辐射计(以下简称辐射计)来替代全辐射计,并对该台辐射计的光谱辐亮度标定方法进行了探讨.该辐射计包括前置光学系统、精密机械调制器、准直镜、平面摆动反射镜、双路单元探测器(InGaAs探测器和PbSe探测器)和锁相放大器以及A/D和单片机等.标定方法:在1.315 μm波段,用标准辐射计和积分球光源,对辐射计进行标定;在3.6～4.2 μm波段,用大面积标准黑体辐射源、腔型黑体辐射源,标定辐射计的光谱辐亮度.通过实验数据统计的方法建立探测器数码输出DN值与对应的辐射计的光谱辐射亮度B的关系,得到辐射计的光谱辐射亮度响应度R.     

全光纤红外多光谱辐射计

据《Applied Optics》杂志报道,以色列研究人员与美国研究人员最近通过合作,研制出了一种全光纤红外多光谱辐射计。这种全光纤红外多光谱辐射计中的不同光谱区是通过用空心玻璃波导作为滤光片而获     

辐射计光谱分布变化对遥感洋面亮温的影响

通过定义红外辐射计等效光谱分布函数和极限有效波长，导出了由红外辐射计光谱分布的误差变化引起遥感洋面水温的测定误差。     

8～14μm红外光谱辐射计的研制

本文介绍了８～１４μｍ红外光谱辐射计的组成及工作原理,分析了红外光谱辐射计信号处理方法。本辐射计采用了低噪声自动变换增益的放大电路加温度补偿修正以及高速、高精度信号采集、数字滤波处理等先进技术进行设计,其各项指标均达到了设计要求,是一部性能优良的红外光谱辐射计量设备。     

红外辐射计光谱响应分布的变化对遥感洋面温的影响

通过定义红外辐射计等效光谱响应分布函数和极限有效波长，导出了红外辐射计光谱响应分布的误差变化引起遥感洋面水温的测定误差。     

宽波段红外光栅扫描光谱辐射计的研制

研制了一种测量波长范围在1-20μm的宽波段光栅扫描光谱辐射计。以WDG30光栅单色仪为核心元件,包括光学取样系统、光电探测系统、单色仪自动波长扫描系统、高集成度的数据采集系统。采用数字锁相技术从噪声中提取有效信号,以减小测量误差。使用黑体炉标定仪器并考虑仪器内部杂散辐射随温度变化对测量结果的影响,提出通过水浴方法进行相应修正。该仪器可用于对多种辐射源的光谱分布测量和各种红外目标的光学特性研究。     

短中波红外长线阵拼接集成滤光片技术研究

空间光谱成像技术的发展使得探测器阵列与分光元件的集成成为一种趋势,长线阵拼接集成滤光片是空间多光谱成像仪实现焦平面集成分光的关键器件,在我国空间多光谱成像光学系统中需求明显。设计了4通道短中波红外长线阵拼接集成滤光片,采用离子束辅助轰击的电子枪蒸发方法制备了各通道窄带滤光片,利用专门研制的工装探索了拼接工艺,研制出了短中波红外长线阵拼接集成滤光片。测试结果表明:集成滤光片各通道平均透射率达到90%,最小带宽为230 nm （中心波长为4.95 μm）,光谱性能与设计结果吻合,满足性能指标要求。最小拼缝宽度仅为10 μm,拼缝不平行误差为1 μm,集成滤光片设计结构和拼接强度能够耐受抗振性试验。该集成滤光片已经在空间光学遥感仪器上成功应用。     

自动光谱辐射计达国际先进水平

中国科学院计量研究院于1991年底对原自动光谱辐射计进行了改进,改进后的技术指标为:双光栅单色仪波长分辨率达0.01nm,波长重复性优于0.04nm。由于该辐射计采用了步进电机和光电隔离等技术,解决了防外电干扰问题。该辐射计在光谱辐射度量值传递、各种     

常温下花岗岩受力热红外光谱变化与敏感响应波段

通过对两种花岗岩进行室内常温下单轴压缩加载,利用热红外光谱辐射计(8 ～14μm)对加载过程中试样的热红外光谱辐射进行观测,研究岩石受力过程热红外光谱变化特征,揭示其应力敏感波段.结果表明,花岗岩辐射亮度(增量)与应力呈线性关系,矿物组分及结构差异对应力敏感波段有重要影响.接红外光谱辐射亮度与载荷的相关系数、拟合直线最大变幅-标准偏差比两项指标进行综合分析,揭示富含钾长石的斑状花岗岩的应力敏感段为8.4～10.6 μm,中心波长为8.75 μm;富含斜长石的等粒花岗岩的应力敏感波段为8.2～11.7 μm,中心波长为10.25 μm.上述波段可分别作为相应花岗岩的应力与灾变红外遥感监测的优势波段.     

红外辐射计光谱响应分布的变化对遥感洋面亮温的影响

通过定义红外辐射计等效光谱响应分布函数和极限有效波长，导出了红外辐射计光谱响应分布的误差变化引起遥感洋面水温的测定误差。     

红外光谱辐射计的研制

介绍了红外光谱辐射计的组成及工作原理,分析了其信号处理方法。红外光谱辐射计的核心是分光元件、光学系统及信号处理部分。该设备采用容易调整的高像质反射光学系统和波长在２５～１４μｍ连续可变的分光系统,并采用高集成度、高精度的数据采集、数字锁相和数据处理、存储系统。观察瞄准、探测接收的光学系统以及数据采集、处理系统都被放到一个体积很小的测量头中,具有体积小、质量轻牢固可靠、抗干扰性能强和使用方便等优点。入瞳的最小可探测率为１０－１２Ｗ／ｃｍ２,光谱分辨率为２％,测量速度为１０条谱线／ｓ。经实际检测和使用,该设备的性能达到国内外先进水平,并具有野外工作的特点。     

8￣14μm红外光谱辐射计的研制

本文介绍了８￣１４μｍ红外光谱辐射计的组成及工作原理,分析了红外光谱辐射计信号处理方法。本辐射计采用了低噪声自动变换增益的放大电路加温度补偿修正以及高速、高精度信号采集、数字滤波处理等先进技术进行设计,其各项指标均达到了设计要求,是一部性能优良的红外光谱辐射计量设备。     

星载红外双谱段高光谱成像仪光学系统设计

针对国内外星载红外高光谱成像数据空白和迫切应用需求,本文提出了星载红外双谱段高光谱成像技术方案,实现高空间分辨率、高光谱分辨率和高温度灵敏度成像。工作谱段覆盖中波红外(3～5μm)和长波红外(8～125μm),中波和长波红外谱段的光谱分辨率分别为50nm和100nm,空间分辨率为60m,成像幅宽为60km,噪声等效温差优于02 K。分析确定了红外高光谱成像仪的光学系统技术指标,设计了望远光学系统、光谱成像光学系统和高光谱成像仪整体光学系统。望远光学系统采用自由曲面离轴三反设计方案,实现了大相对孔径像方远心和低畸变设计,相对畸变小于0135;光谱成像光学系统采用Wynne Offner结构形式,实现了高成像质量、轻小型化设计,不同波长的传函均接近衍射极限。设计结果表明,星载红外双谱段高光谱成像仪的光学系统成像质量优良,结构布局紧凑合理,具有较强的工程应用价值。     

圆盘形红外渐变滤光片

利用自行设计的一种单扇形、两转速的传动机构,采用激光蒸发技术,制备了波长为1.1～2.4μm,直径为150mm的圆盘形红外渐变滤光片。介绍了制备机构的工作原理及使用这种机构制备渐变滤光片的方法。最后分析了渐变滤光片的一些特性。     

亚波长光栅与法布里-珀罗滤光片集成的高性能光谱偏振分光器

光谱偏振成像技术是一种新型的光学成像技术,它不仅提高了目标的信息获取量,还降低了背景噪声,可以捕获目标细节,检测伪装目标。本文提出了一种将亚波长光栅与F-P滤光片相结合的光谱偏振测量器件,该器件可以获得超高光谱分辨率和偏振消光比,并且光谱和偏振可以灵活调控。本文设计了一种光谱偏振同时分光器,可同时获得4个光谱通道的斯托克斯参数。仿真结果表明,其光谱分辨率为217,偏振消光比为。实验结果表明,亚波长光栅的偏振消光比大于500,透射率为90%。全介质F-P滤光片的光谱分辨率为30,在长波红外波段的透射率为60%。该设计方法具有通用性,可用于可见光、红外甚至太赫兹等波段。得益于这些优点,器件在微型偏振光谱仪和全斯托克斯偏振检测等领域有很大的应用潜力。