針對傅里葉變換光譜儀的紅外探測器非線性,提出了一種適用于干涉圖直流信號值缺失情況的非線性校正方法。針對需要實(shí)施校正的光譜計(jì)算基于帶外虛假成分的相對校正因子,結(jié)合無需實(shí)施校正的光譜計(jì)算一致性校正因子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)施本文所提非線性校正方法后,輻射定標(biāo)曲線的線性擬合優(yōu)度可以由校正前優(yōu)于0.99提升至0.9999以上,且輻射標(biāo)定后的各通道的輻亮度絕對偏差均不超過0.15 mW·m^-2·cm·sr^-1。相比已有的校正方法,所提方法避免了對干涉圖直流信號的依賴性,但增加了對多個溫度點(diǎn)黑體輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)的依賴性。一旦得到一致性校正因子后,在探測器穩(wěn)定工作的前提下,可以實(shí)施對任一光譜圖的非線性校正。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

理想光譜示意圖

S ideal = 1 1+2a 2 Ι DC S in 。 ??? (11)現(xiàn)有方法是分別獲取直流分量IDC與二次項(xiàng)系數(shù)a2后實(shí)施校正,得到線性響應(yīng)下的光譜圖。根據(jù)文獻(xiàn)[4-5],可知對于工作溫度點(diǎn)穩(wěn)定不變的紅外探測器,其輸入與輸出之間的響應(yīng)關(guān)系在一定時間內(nèi)固定,即a2不隨儀器觀測目標(biāo)的變化而變化。而直流分量IDC與觀測目標(biāo)相關(guān),即每一干涉圖都需要實(shí)時獲取其對應(yīng)的直流分量值�，F(xiàn)有方法均建立在可以直接通過干涉圖或者儀器輔助數(shù)據(jù)信息實(shí)時獲取直流分量IDC的基礎(chǔ)之上,當(dāng)儀器無法從硬件設(shè)計(jì)中獲取該值時,現(xiàn)有方法無法適用。

由于輻射非線性校正與輻射定標(biāo)系數(shù)息息相關(guān),進(jìn)一步利用傅里葉變換光譜儀觀測不同溫度下黑體目標(biāo)的干涉圖發(fā)現(xiàn),在入射能量較小時帶外虛假成分不明顯(如圖3所示),且響應(yīng)較線性(如圖4所示,圖中僅隨機(jī)列舉了光譜波段范圍內(nèi)部分通道的響應(yīng)關(guān)系),故為了避免動態(tài)范圍低端信號計(jì)算a2/(1+2a2IDC)2精度不高的問題,可以不校正該類響應(yīng)較線性的光譜。為了保證校正與未校正光譜輻射定標(biāo)系數(shù)的一致性,基于N個不同溫度點(diǎn)的黑體觀測數(shù)據(jù),采用最優(yōu)化的方法,求解一致性校正因子估計(jì)值圖4 傅里葉變換光譜儀未標(biāo)定光譜與黑體輻亮度響應(yīng)關(guān)系。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于交叉比對的風(fēng)云三號D星紅外高光譜大氣探測儀輻射定標(biāo)性能評估[J]. 楊天杭,胡秀清,徐寒列,吳春強(qiáng),漆成莉,顧明劍.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2019(11)
[2]傅里葉變換光譜儀探測器非線性的影響及其校正方法[J]. 楊敏珠,鄒曜璞,張磊,韓昌佩.  紅外與激光工程. 2017(10)
[3]干涉數(shù)據(jù)中非線性的校正及其對輻射定標(biāo)的影響[J]. 楊敏珠,鄒曜璞,張磊,韓昌佩.  中國激光. 2017(01)



本文編號：3463422