【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学系统杂散光校正，尤其涉及到空间载荷成像光谱仪光谱维与空间维杂散光抑制与校正相关领域，具体涉及一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置及杂散光校正方法。
技术介绍
1、成像光谱仪已广泛应用于多个领域，其辐射定标精度直接影响测量精度。在影响成像光谱仪辐射定标精度的诸多因素中，杂散光是一项主要的误差来源，杂散光不仅影响光谱维，使得各个波长的光谱混乱重叠，并且也影响每个像元辐射响应的dn值，从而影响辐射定标精度；同时杂散光也影响空间成像的质量。因而杂散光本身已成为检定成像光谱仪质量性能的主要指标。因此，开展成像光谱仪光谱维与空间维二维杂散光校正研究对未来航空遥感载荷具有重要意义。
2、仪器内部的杂散光，无论是光谱维的还是空间维的，都是空间遥感仪器中普遍存在的问题。杂散光主要是由于光学元件、反射镜、狭缝、凸面光栅等的非理想特性和光栅的高阶衍射引起的散射。前期在光学设计以及加工过程中，设计消杂散光光阑以及挡光环，只能在一定程度上抑制杂散光，不能完全消除杂散光对探测器信号的影响。后期需要搭建实验装置，对成像光谱仪整机进行杂散光数据校正，进一步减小杂散光给数据带来的影响。
3、目前许多文献和专利都是针对线阵非成像探测器光谱维杂散光进行校正，缺少针对成像光谱仪所使用的面阵探测器进行光谱维和空间维二维杂散光校正的方法和装置。
技术实现思路
1、针对现有的成像类高光谱成像仪光谱维和空间维杂散光校正的问题，本专利技术提供一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置及杂散光校正方法
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、本专利技术一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置的特点在于，包括：白光激光器、聚焦系统、分光系统、准直系统、针孔光阑、成像光谱仪和调整台；
4、作为光源的白光激光器发出平行光束，所述平行光束经所述聚焦系统，并在所述分光系统的入射狭缝处聚焦后，再由所述分光系统对聚焦后的平行光束进行分光，并变为单波长光束，所述单波长光束经过分光系统出口处的耦合器进入放置于所述准直系统的焦面处的光纤，并经过准直系统的准直后，输出单波长平行光束；所述单波长平行光束通过准直系统出口处的针孔光阑后，变为单波长平行点源并作为入射光进入成像光谱仪中；
5、通过调整台调节所述成像光谱仪中的面阵探测器在y空间方向的位置，使得入射光在面阵探测器的光谱维和空间维的像元上成像，从而用于测量成像光谱仪在光谱维杂散光和空间维杂散光。
6、本专利技术所述的一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置的特点也在于，
7、所述聚焦系统和准直系统互为光路可逆系统，所述聚焦系统和准直系统为透射式的单凸透镜或者透镜组，或为反射式的单离轴抛物镜。
8、进一步的，所述分光系统为利用平面光栅分光的c-t结构光谱仪，或为利用棱镜、凹面光栅或者凸面光栅分光的光谱仪系统。
9、本专利技术一种用于成像光谱仪的杂散光校正方法的特点在于，是应用于所述的杂散光测量装置中，并按如下步骤进行：
10、步骤1：测量光谱维杂散光分布矩阵dn×n：
11、步骤1.1：保持成像光谱仪的位置不动，并控制所述分光系统依次输出波长为λ0至λn的单波长光束，从而得到面阵探测器中像元的响应值，其中，面阵探测器中第i行第j列像元的响应值记为mi,j，i为成像光谱仪的面阵探测器中像元的行数，j为成像光谱仪的面阵探测器中像元的列数；i、j∈[1,n]；n表示面阵探测器中像元的维度；
12、步骤1.2：将成像光谱仪的面阵探测器在单波长光束处响应的像元及其相邻像元记为单波长光束的带内区域像元，其余像元记为单波长波长光束的带外区域像元；
13、若第i行第j列像元属于带外区域像元，则令第i行第j列像元在光谱维上杂散光的分布函数di,j为带外区域像元中第i行第j列像元在光谱维上的响应值mi,j除以带内区域中所有像元在光谱维上的响应值之和，若第i行第j列像元属于带内区域像元，则令第i行第j列像元在光谱维上杂散光的分布函数di,j为0，从而得到光谱维杂散光分布矩阵dn×n=[di,j]i,j=1,2,…,n；
14、步骤2：测量空间维杂散光分布矩阵en×n：
15、步骤2.1：选中单波长光束的某一单色波长λ并保持不变，通过调节调整台改变成像光谱仪的y空间维，并调整所述成像光谱仪的俯仰角，使得成像光谱仪的镜头从中心视场对应的初始0角度，依次移动到半视场为θ角度，并得到空间维上的个响应像元；
16、若个响应像元中任意第行第列像元属于带外区域像元，则令第行第列像元在空间维上杂散光的分布函数为带外区域像元中第行第列像元在空间维上的响应值ni´,j´除以带内区域中所有像元在空间维上的响应值之和，若第行第列像元属于带内区域像元，则令行第像元在光谱维上杂散光的分布函数为0，从而得到空间维杂散光分布矩阵；
17、步骤3：利用式(1)得到光谱维杂散光校正矩阵bn×n；
18、 (1)
19、式(1)中，i,j为的响应校正值，并有：
20、 (2)
21、式(2)中，a为光谱维的单位矩阵；
22、利用式(3)得到空间维杂散光校正矩阵；
23、 (3)
24、式(3)中，为的响应校正值，并有：
25、 (4)
26、式(4)中，为空间维的单位矩阵。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
28、1、本专利技术通过同一套测量装置，对针孔单色平行光束进行测量，通过整个光路的搭建将白光激光器输入的平行光束转成针孔单色平行光束输出。通过测量单波长光束输出获得谱线扩展函数(slsf)，测量平行光针孔点源获得点扩展函数(psf)，然后得到光谱维与空间维杂散光校正矩阵，从而对成像光谱仪进行两个维度的杂散光校正，减小了杂散光给结果带来的影响，从而避免了实验重复测量，简化了操作流程，适用范围广。
29、2、本专利技术杂散光测量装置包括白光激光器、聚焦系统、分光系统、准直系统、针孔光阑、调整台、成像光谱仪。通过测量针孔单色平行光束，从而获得谱线扩展函数(slsf)和点扩展函数(psf)，然后得到光谱维杂散光校正矩阵与空间维杂散光校正矩阵，从而对成像光谱仪进行两个维度的杂散光校正，减小了杂散光带来的影响。
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1.一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置，其特征在于，包括：白光激光器(1)、聚焦系统(2)、分光系统(3)、准直系统(4)、针孔光阑(5)、成像光谱仪(7)和调整台(8)；
2.根据权利要求1所述的一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置，其特征在于，
4.一种用于成像光谱仪的杂散光校正方法，其特征在于，是应用于如权利要求1所述的杂散光测量装置中，并按如下步骤进行：
【技术特征摘要】
1.一种用于成像光谱仪的杂散光测量装置，其特征在于，包括：白光激光器(1)、聚焦系统(2)、分光系统(3)、准直系统(4)、针孔光阑(5)、成像光谱仪(7)和调整台(8)；
2.根据权利要求1所述的一种用于成像光谱仪的杂散光...
【专利技术属性】
技术研发人员：张权，王鑫蕊，李新，石远见，郑小兵，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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