創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標(biāo)裝置。該專利由中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院申請(qǐng)，并于2017年7月25日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體是一種大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標(biāo)裝置。

發(fā)明背景

大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀通過測(cè)量大氣、地表的紫外、可見散射光譜、并利用痕量氣體在紫外、可見波段的“指紋”吸收、采用差分吸收光譜算法獲取大氣痕量氣體濃度。該載荷采用面陣探測(cè)器推掃方式工作，擁有114度大視場(chǎng)，在軌道705km時(shí)地面幅寬可達(dá)2600km。載荷獲取紫外、可見波段的光譜信息，其光譜定標(biāo)精度決定著載荷最終的數(shù)據(jù)反演精度。

目前采用元素?zé)襞c轉(zhuǎn)臺(tái)相結(jié)合的方式進(jìn)行光譜定標(biāo)?，F(xiàn)定標(biāo)裝置存在的主要問題為：1、定標(biāo)所需時(shí)間較長(zhǎng)。目前的裝置一次掃描約覆蓋0 .5度視場(chǎng)，如需完成114度視場(chǎng)，需進(jìn)行228次測(cè)試。2、大視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)會(huì)造成入瞳光線偏移，給定標(biāo)帶來偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標(biāo)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標(biāo)裝置，其特征在于：包括積分球球體，積分球球體一側(cè)開有窗孔，積分球球體內(nèi)壁均勻安裝有多個(gè)光源，積分球球體內(nèi)壁還設(shè)置有作為反射面的石英漫反射板，由積分球球體、石英漫反射板、光源構(gòu)成石英漫反射板積分球，位于石英漫反射板積分球外對(duì)應(yīng)窗孔位置設(shè)置有監(jiān)視用望遠(yuǎn)鏡、與監(jiān)視用望遠(yuǎn)鏡通過光纖連接的監(jiān)視用光譜儀，所述監(jiān)視用望遠(yuǎn)鏡的接收端對(duì)準(zhǔn)積分球球體窗孔，位于石英漫反射板積分球外對(duì)應(yīng)窗孔位置還轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)置有大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀。

圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖

本發(fā)明工作原理為：將元素?zé)?汞氬燈2、PtCrNe空心陰極燈3各20盞)均勻的安裝在石英漫反射板積分球1內(nèi)，各盞燈均可以獨(dú)立工作。利用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)7帶動(dòng)大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀8旋轉(zhuǎn)，3次測(cè)量可完成全視場(chǎng)光譜定標(biāo)測(cè)試同時(shí)，利用4監(jiān)視用望遠(yuǎn)鏡4、光纖5、監(jiān)視用光譜儀6組成的監(jiān)視組件對(duì)積分球提供的光信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，作為標(biāo)準(zhǔn)源。

所述的大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標(biāo)裝置，其特征在于：所述光源為多個(gè)汞氬燈和多個(gè)PtCrNe空心陰極燈，多個(gè)汞氬燈和多個(gè)PtCrNe空心陰極燈分別均勻分布在積分球球體內(nèi)的發(fā)射面上。所述石英漫反射板由石英玻璃經(jīng)過石英噴砂、反面鍍膜制備在積分球球體內(nèi)壁上。

本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于：發(fā)明基于積分球、元素?zé)舻墓庾V定標(biāo)裝置，為載荷光譜定標(biāo)提供大面積、均勻的定標(biāo)光源；發(fā)明石英漫反射板積分球，該積分球內(nèi)表面由石英漫反射板組成。

積分球具有可提供大面積、均勻光輸出的特性，將光譜定標(biāo)用元素?zé)襞c積分球相結(jié)合，可為光譜定標(biāo)提供覆蓋較大視場(chǎng)的定標(biāo)光源(約覆蓋40度)。積分球中作為反射的內(nèi)表面一般采用聚四氟乙烯材料，該材料在用作常規(guī)的輻射定標(biāo)時(shí)沒有問題，但是在用作光譜定標(biāo)時(shí)，由于聚四氟乙烯材料自身影響會(huì)給光譜帶來結(jié)構(gòu)，影響光譜定標(biāo)精度。因此，發(fā)明了基于石英滿分板的積分球，利用石英漫反射板作為反射面，減少由于材料自身特性給定標(biāo)造成的影響，該石英漫反射板由石英玻璃經(jīng)過石英噴砂(時(shí)間3-5min ，100-200目金剛砂，氣壓0 .6-0 .8Mpa)、反面鍍膜等工藝制備完成。

本發(fā)明解決了目前大視場(chǎng)超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標(biāo)中存在的問題，提高了光譜定標(biāo)效率和精度。