一种多维度短波红外光谱成像检测装置

摘要

本发明公开了一种多维度短波红外光谱成像检测装置，其中：焦面可调平行光管的靶面位置能在一定范围内调节；滤光片设置在所述焦面可调平行光管的出光口处；在所述滤光片的后面放置所述被测光谱成像系统；成像相面模拟板放置于所述被测光谱成像系统的相面位置，在该成像相面模拟板的另一面放置所述反射式成像显微系统；在所述反射式成像显微系统的出光口处放置所述短波成像探测器，通过所述短波成像探测器来接收所述反射式成像显微系统处理后的成像图。该装置可以有效解决短波红外光学设计理论验证和结构装调验证，且装置搭接简单，极大的提高了检测精度，并降低了检测难度。

权利要求

1.一种多维度短波红外光谱成像检测装置，其特征在于，包括焦面可调平行光管、被测光谱成像系统、反射式成像显微系统、短波成像探测器、显微镜、成像相面模拟板、滤光片、调节台、靶标、宽光谱光源和靶标轮，其中：所述焦面可调平行光管的靶面位置能在一定范围内调节，通过调节靶面所在不同的位置，使其发出的光为发散光、平行光或会聚光；

所述调节台、靶标和靶标轮作为一个整体设置于所述焦面可调平行光管的入光口和宽光谱光源之间；其中，不同的靶标安装在所述靶标轮上，所述靶标轮安装于调节台上，以保证所述靶标的位置可调；

所述滤光片设置在所述焦面可调平行光管的出光口处；

在所述滤光片的后面放置所述被测光谱成像系统，且所述被测光谱成像系统的入光口对准所述滤光片；

所述成像相面模拟板放置于所述被测光谱成像系统的相面位置，在该成像相面模拟板的另一面放置所述反射式成像显微系统，且所述反射式成像显微系统的入光口对准所述成像相面模拟板；

所述显微镜位于所述反射式成像显微系统内，通过所述显微镜将成像细节进行放大；

在所述反射式成像显微系统的出光口处放置所述短波成像探测器，通过所述短波成像探测器来接收所述反射式成像显微系统处理后的成像图，并以此来评判所述被测光谱成像系统的成像质量。

2.根据权利要求1所述多维度短波红外光谱成像检测装置，其特征在于，所述装置还包括有工控机，所述短波成像探测器和靶标轮的控制线缆连接在所述工控机上，所述工控机用于控制靶标调节、探测器成像显示和各种参数的调节。

3.根据权利要求1所述多维度短波红外光谱成像检测装置，其特征在于，所述成像相面模拟板进一步安装在多自由度的调整架上，利用该多自由度的调整架使所述成像相面模拟板的位置多维度可调。

4.根据权利要求1所述多维度短波红外光谱成像检测装置，其特征在于，所述检测装置搭建在高精度的光学测试平台上，根据使用需求来选择不同规制的光学测试平台。

5.根据权利要求1所述多维度短波红外光谱成像检测装置，其特征在于，在所述靶标轮上能直接安装手动靶标。

说明书

一种多维度短波红外光谱成像检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及精密仪器检测技术领域，尤其涉及一种多维度短波红外光谱成像检测装置。

背景技术

[0002] 红外遥感是继可见光遥感之后发展起来的又一种光学遥感手段，它可以通过探测目标的红外辐射能量获取目标的有关信息，具有不受暗夜限制和穿透云雾的优点。随着红外探测技术的不断进步，红外遥感能力不断增强，红外遥感已经广泛应用于军事领域和地球勘测、天气预报、森林火灾监视等民用领域。

[0003] 成像光谱是在特定光谱领域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像，这使得遥感应用可以在光谱维上进行空间展开，定量分析地球表层生物物理化学过程与参数。近年来，红外探测器技术的发展和各种辅助设备的发展，为研制高性能的红外成像光谱仪提供了可能，但红外波段由于受到探测器性能和自身特点的制约，给短波红外仪器的发展带来很大限制。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种多维度短波红外光谱成像检测装置，该装置可以有效解决短波红外光学设计理论验证和结构装调验证，且装置搭接简单，极大的提高了检测精度，并降低了检测难度。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0006] 一种多维度短波红外光谱成像检测装置，包括焦面可调平行光管、被测光谱成像系统、反射式成像显微系统、短波成像探测器、显微镜、成像相面模拟板、滤光片、调节台、靶标、宽光谱光源和靶标轮，其中：

[0007] 所述焦面可调平行光管的靶面位置能在一定范围内调节，通过调节靶面所在不同的位置，使其发出的光为发散光、平行光或会聚光；

[0008] 所述调节台、靶标和靶标轮作为一个整体设置于所述焦面可调平行光管的入光口和宽光谱光源之间；其中，不同的靶标安装在所述靶标轮上，所述靶标轮安装于调节台上，以保证所述靶标的位置可调；

[0009] 所述滤光片设置在所述焦面可调平行光管的出光口处；

[0010] 在所述滤光片的后面放置所述被测光谱成像系统，且所述被测光谱成像系统的入光口对准所述滤光片；

[0011] 所述成像相面模拟板放置于所述被测光谱成像系统的相面位置，在该成像相面模拟板的另一面放置所述反射式成像显微系统，且所述反射式成像显微系统的入光口对准所述成像相面模拟板；

[0012] 所述显微镜位于所述反射式成像显微系统内，通过所述显微镜将成像细节进行放大；

[0013] 在所述反射式成像显微系统的出光口处放置所述短波成像探测器，通过所述短波成像探测器来接收所述反射式成像显微系统处理后的成像图，并以此来评判所述被测光谱成像系统的成像质量。

[0014] 所述装置还包括有工控机，所述短波成像探测器和靶标轮的控制线缆连接在所述工控机上，所述工控机用于控制靶标调节、探测器成像显示和各种参数的调节。

[0015] 所述成像相面模拟板进一步安装在多自由度的调整架上，利用该多自由度的调整架使所述成像相面模拟板的位置多维度可调。

[0016] 所述检测装置搭建在高精度的光学测试平台上，根据使用需求来选择不同规制的光学测试平台。

[0017] 在所述靶标轮上能直接安装手动靶标。

[0018] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述装置可以有效解决短波红外光学设计理论验证和结构装调验证，且装置搭接简单，极大的提高了检测精度，并降低了检测难度，可以广泛应用于各种红外光学设计的检测。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

[0020] 图1为本发明实施例提供的多维度短波红外光谱成像检测装置的结构示意图；

[0021] 图2为本发明所举实例中将待测系统直接对接探测器所得的成像示意图；

[0022] 图3为采用本发明实施例所述装置后的成像示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0024] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的多维度短波红外光谱成像检测装置的结构示意图，该检测装置主要包括焦面可调平行光管1、被测光谱成像系统2、反射式成像显微系统3、短波成像探测器5、显微镜6、成像相面模拟板8、滤光片9、调节台10、靶标11、宽光谱光源12和靶标轮13，其中各部件的连接及工作关系具体为：

[0025] 所述焦面可调平行光管1的靶面位置能在一定范围内调节，通过调节靶面所在不同的位置，使其发出的光为发散光、平行光或会聚光；该焦面可调平行光管1是根据光学的物像关系特制而成，主要作用就是将探测器先固定在成像光谱的一个位置，利用焦面可调平行光管1靶标位置的调节量换算出系统最佳像面处的位置，从而一次性确定好修切垫的厚度即可，操作简单，省时省力。

[0026] 所述调节台10、靶标11和靶标轮13作为一个整体设置于所述焦面可调平行光管1的入光口和宽光谱光源12之间；其中，不同的靶标11安装在所述靶标轮13上，所述靶标轮13安装于调节台10上，以保证所述靶标11的位置可调；具体实现中，该靶标轮13的机构可以简化处理，能直接安装手动靶标。

[0027] 所述滤光片9设置在所述焦面可调平行光管1的出光口处；

[0028] 在所述滤光片9的后面放置所述被测光谱成像系统2，且所述被测光谱成像系统2的入光口对准所述滤光片9；

[0029] 所述成像相面模拟板8放置于所述被测光谱成像系统2的相面位置，在该成像相面模拟板8的另一面放置所述反射式成像显微系统3，且所述反射式成像显微系统3的入光口对准所述成像相面模拟板8；

[0030] 所述显微镜6位于所述反射式成像显微系统3内，通过所述显微镜6将成像细节进行放大；具体实现中，由于短波红外探测器一般像元较大，而光学系统设计的像点弥散几乎均在一个像元内，因此若直接将探测器与光学系统对接，无法探测到全系统的分辨细节及点弥散斑形状，也无法进一步判断光谱成像系统主要有哪些像差，因此需通过该反射式成像显微系统3将细节进行放大，从而方便后续成像质量的评判；

[0031] 在所述反射式成像显微系统3的出光口处放置所述短波成像探测器5，通过所述短波成像探测器5来接收所述反射式成像显微系统3处理后的成像图，并以此来评判所述被测光谱成像系统2的成像质量。

[0032] 另外，具体实现中，该装置还可包括有工控机4，所述短波成像探测器5和靶标轮13的控制线缆连接在所述工控机4上，所述工控机4用于控制靶标调节、探测器成像显示和各种参数的调节。具体实现中，该工控机可以使一种加固的增强型计算机，其中安装有各种操作系统。

[0033] 上述成像相面模拟板8还可以进一步安装在多自由度的调整架7上，利用该多自由度的调整架7使所述成像相面模拟板8的位置多维度可调。

[0034] 上述检测装置可搭建在高精度的光学测试平台上，并根据使用需求来选择不同规制的光学测试平台。

[0035] 下面以具体的实例对上述装置的测试过程进行详细描述：

[0036] 首先将被测光谱成像仪放置于焦面可调平行光管前，其工作的物方面向焦面可调平行光管，焦面可调平行光管物镜焦面上放置鉴别率板，调整被测光谱成像仪，用显微镜找到靶标像最清楚的位置，观察鉴别率板成像；

[0037] 显微镜的放大倍率选择以人眼观察时能否分辨清楚为准，调整焦面可调平行光管与被测光谱成像仪的夹角，测得被测光谱成像仪最大视场的星点像。

[0038] 将单色积分球一台(或者单色光源也可)作为光源，根据被测光谱成像仪的焦距及焦面可调平行光管的焦距，换算被测光谱成像仪在分辨鉴别率板上对应的一组线宽。

[0039] 如图2所示为本发明所举实例中将待测系统直接对接探测器所得的成像示意图，从图2中可看出：未经放大，无法观察对比度的细节。

[0040] 如图3所示为采用本发明实施例所述装置后的成像示意图，由图3可知：经5倍显微放大后，可清楚分辨被测光谱成像仪的对比度比节。同理，将焦面可调平行光管的靶标换上星点板，可测得该系统的像差特性。

[0041] 值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

[0042] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。