用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)，屬于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)光學(xué)遙感領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的成像探測(cè)系統(tǒng)易受其它熱源或光源干擾而影響探測(cè)結(jié)果的技術(shù)問題。本發(fā)明的探測(cè)系統(tǒng)包括從前向后沿同一光軸依次設(shè)置的廣角成像鏡頭單元、帶通濾光片、像增強(qiáng)器單元和紫外線陣CCD探測(cè)器；入射光經(jīng)廣角成像鏡頭單元入射至帶通濾光片，經(jīng)帶通濾光片在340nm～380nm內(nèi)的兩個(gè)光譜通道入射至像增強(qiáng)器單元進(jìn)行光信號(hào)增強(qiáng)，最后聚焦于紫外線陣CCD探測(cè)器上成像。該系統(tǒng)在340nm～380nm紫外波段范圍可以探測(cè)較弱的目標(biāo)信號(hào)，具有高靈敏度，能夠白天探測(cè)海洋表面漂浮物，可以實(shí)現(xiàn)較高海洋污染預(yù)警率。
【專利說明】用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的光學(xué)遙感領(lǐng)域，特別涉及一種用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)海洋面積遼闊、海島眾多、海岸線漫長(zhǎng)，海島海岸帶地貌類型復(fù)雜多樣，為了能給海洋開發(fā)利用、生態(tài)與環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)等海洋綜合管理和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，需要對(duì)我國(guó)的海洋水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。采用光學(xué)成像遙感的方法對(duì)水環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期的精確動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)目標(biāo)的高空間覆蓋和高時(shí)間分辨，不但可以快速、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)大范圍的水環(huán)境變化和水環(huán)境污染，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)用常規(guī)方法難以揭示的污染源及其擴(kuò)散的狀態(tài)，快速跟蹤和監(jiān)測(cè)突發(fā)性水環(huán)境污染事件的發(fā)生、發(fā)展，以便及時(shí)制定處理措施，減少水污染造成的損失。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的成像探測(cè)系統(tǒng)主要是紅外或可見光波段的探測(cè)系統(tǒng)，但是紅外或可見光波段在白天易受其它熱源或光源干擾而影響探測(cè)結(jié)果，導(dǎo)致環(huán)境災(zāi)害預(yù)警率降低或虛警。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的成像探測(cè)系統(tǒng)易受其它熱源或光源干擾而影響探測(cè)結(jié)果的技術(shù)問題，提供一種用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)，包括從前向后沿同一光軸依次設(shè)置的廣角成像鏡頭單元、帶通濾光片、像增強(qiáng)器單元和紫外線陣CXD探測(cè)器；
[0007]入射光經(jīng)廣角成像鏡頭單元入射至帶通濾光片后，經(jīng)帶通濾光片在340nm~380nm內(nèi)的兩個(gè)光譜通道入射至像增強(qiáng)器單元進(jìn)行光信號(hào)增強(qiáng)，最后聚焦于紫外線陣CXD探測(cè)器上成像。
[0008]進(jìn)一步的,所述帶通濾光片的光譜雜光抑制比為4~5。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0010](I)本發(fā)明的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)在340nm~380nm紫外波段范圍可以探測(cè)較弱的目標(biāo)信號(hào)，具有較高的靈敏度，尤其是在白天探測(cè)海洋表面漂浮物太陽光譜的反射信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)較高的海洋污染預(yù)警率；
[0011](2)本發(fā)明的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)采用廣角成像鏡頭單元，可以實(shí)現(xiàn)寬覆蓋、高地面分辨率要求，視場(chǎng)可達(dá)到40°，地面分辨率可達(dá)到2mX2m(飛行高度1km)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)的原理示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]1、廣角成像鏡頭單元，2、帶通濾光片，3、像增強(qiáng)器單元，4、紫外線陣C⑶探測(cè)器。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明根據(jù)太陽紫外波段輻射經(jīng)海洋水體表面泄漏的原油或漂浮植被的紫外光譜反射率與無覆蓋物海洋水體的紫外光譜反射率不同的原理實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警。到達(dá)地面的太陽輻射在紫外、可見和紅外波段大部分被海洋、地表吸收和透射，只有少量波段的太陽輻射被水體覆蓋物反射。在不同的光照條件下，海洋上的油膜或植被漂浮物在紫外波段的光譜反射率最為明顯，水體上的油層和漂流的植被在紫外光譜波段有較強(qiáng)的光譜反射率，因此在紫外線陣CCD探測(cè)器圖像上，覆蓋物的光譜反射率比海水要亮。
[0017]如圖2所示，用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)包括從前向后沿同一光軸設(shè)置的廣角成像鏡頭單元1、帶通濾光片2、像增強(qiáng)器單元3和紫外線陣CXD探測(cè)器4組成。入射光經(jīng)過廣角成像鏡頭單元I入射至帶通濾波片2，并經(jīng)帶通濾光片2在340nm?380nm波段內(nèi)的兩個(gè)光譜通道濾波后，入射至像增強(qiáng)器單元3，通過像增強(qiáng)器單元3內(nèi)相應(yīng)的兩個(gè)光譜通道進(jìn)行光信號(hào)增強(qiáng)，最后聚焦于紫外線陣CCD探測(cè)器4的焦平面上，通過紫外線陣CXD探測(cè)器4成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)340nm?380nm波段的海洋水體的紫外反射光譜探測(cè)。其中，入射光為海洋水體(無覆蓋物海洋水體和有覆蓋物海洋水體)的太陽輻射的反射光。
[0018]本實(shí)施方式中，廣角成像鏡頭單元I能夠?qū)崿F(xiàn)大角度寬覆蓋的光學(xué)視場(chǎng)，視場(chǎng)可達(dá)到40°，地面分辨率可達(dá)到2mX2m(飛行高度1km)，廣角成像鏡頭單元I主要包括從前向后沿同一光軸設(shè)置的六個(gè)光學(xué)透鏡，依次為雙凸透鏡，直徑為Φ45πιπι，前后曲率半徑分別為154.23mm和148.48mm ;兩片負(fù)透鏡，直徑依次為Φ 38mm和Φ 36mm，曲率半徑依次為148.48mm和135.56mm ;兩片正透鏡，直徑依次為Φ 38mm和Φ 35mm,曲率半徑依次為125.54mm和126.75mm ；一片正透鏡,直徑為Φ 34mm,曲率半徑為125.89mm,透鏡間的距離依據(jù)具體應(yīng)用調(diào)節(jié)。帶通濾光片2為高截止帶通濾光片,在340nm?380nm內(nèi)具備兩個(gè)光譜通道，且該帶通濾光片2的光譜雜光抑制比為4?5，可以更為有效的探測(cè)目標(biāo)信號(hào)，將海洋水體(無覆蓋物海洋水體和有覆蓋物海洋水體)的太陽輻射反射光濾波為紫外輻射反射光，防止紫外線陣CCD探測(cè)器工作波段外的光能量進(jìn)入紫外線陣CCD探測(cè)器，從而引起探測(cè)目標(biāo)的虛像、虛警發(fā)生。像增強(qiáng)器單元3包括光陰極、微通道板和熒光屏；單個(gè)光電子由光陰極經(jīng)150V?200V電場(chǎng)拉向微通道板，微通道板是一厚度約為Imm的圓盤，加500V?1000V電壓，微通道板使單個(gè)光電子產(chǎn)生二次電子發(fā)射，從微通道板釋放的電子打擊熒光屏，使熒光屏發(fā)射的光比入射到光陰極上的光更強(qiáng)，達(dá)到光信號(hào)增強(qiáng)的作用。紫外線陣CCD探測(cè)器將聚焦在其焦平面上的光信號(hào)成像。
[0019]本發(fā)明定義的前后是沿光傳播方向而定的，光先通過的方向?yàn)榍啊?br> [0020]顯然，以上實(shí)施方式的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于所述【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括從前向后沿同一光軸依次設(shè)置的廣角成像鏡頭單元、帶通濾光片、像增強(qiáng)器單元和紫外線陣CCD探測(cè)器； 入射光經(jīng)廣角成像鏡頭單元入射至帶通濾光片，經(jīng)帶通濾光片在340nm?380nm內(nèi)的兩個(gè)光譜通道入射至像增強(qiáng)器單元進(jìn)行光信號(hào)增強(qiáng)，最后聚焦于紫外線陣CXD探測(cè)器上成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海洋環(huán)境災(zāi)害預(yù)警的紫外光譜成像探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述帶通濾光片的光譜雜光抑制比為4?5。
【文檔編號(hào)】G01N21/33GK104076006SQ201410315169
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】林冠宇, 王淑榮, 于磊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所