創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權(quán)專利——大視場超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標裝置。該專利由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院申請，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)測領(lǐng)域，具體是一種大視場超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標裝置。

發(fā)明背景

大視場超光譜成像差分吸收光譜儀通過測量大氣、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器推掃方式工作，擁有114度大視場，在軌道705km時地面幅寬可達2600km。載荷獲取紫外、可見波段的光譜信息，其光譜定標精度決定著載荷最終的數(shù)據(jù)反演精度。

目前采用元素燈與轉(zhuǎn)臺相結(jié)合的方式進行光譜定標。現(xiàn)定標裝置存在的主要問題為：1、定標所需時間較長。目前的裝置一次掃描約覆蓋0 .5度視場，如需完成114度視場，需進行228次測試。2、大視場旋轉(zhuǎn)會造成入瞳光線偏移，給定標帶來偏差。

發(fā)明內(nèi)容

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

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：大視場超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標裝置，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應(yīng)窗孔位置設(shè)置有監(jiān)視用望遠鏡、與監(jiān)視用望遠鏡通過光纖連接的監(jiān)視用光譜儀，所述監(jiān)視用望遠鏡的接收端對準積分球球體窗孔，位于石英漫反射板積分球外對應(yīng)窗孔位置還轉(zhuǎn)動安裝有旋轉(zhuǎn)平臺，旋轉(zhuǎn)平臺上設(shè)置有大視場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：將元素燈(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)，各盞燈均可以獨立工作。利用旋轉(zhuǎn)平臺7帶動大視場超光譜成像差分吸收光譜儀8旋轉(zhuǎn)，3次測量可完成全視場光譜定標測試同時，利用4監(jiān)視用望遠鏡4、光纖5、監(jiān)視用光譜儀6組成的監(jiān)視組件對積分球提供的光信息進行實時監(jiān)測，作為標準源。

所述的大視場超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標裝置，其特征在于：所述光源為多個汞氬燈和多個PtCrNe空心陰極燈，多個汞氬燈和多個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)明的主要特點在于：發(fā)明基于積分球、元素燈的光譜定標裝置，為載荷光譜定標提供大面積、均勻的定標光源；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，將光譜定標用元素燈與積分球相結(jié)合，可為光譜定標提供覆蓋較大視場的定標光源(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)的輻射定標時沒有問題，但是在用作光譜定標時，由于聚四氟乙烯材料自身影響會給光譜帶來結(jié)構(gòu)，影響光譜定標精度。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超光譜成像差分吸收光譜儀光譜定標中存在的問題，提高了光譜定標效率和精度。