本發(fā)明涉及一種干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，可用于實(shí)現(xiàn)高通量、高光譜分辨率的干涉光譜成像儀光譜定標(biāo)技術(shù)。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、干涉型光譜成像儀采集的干涉數(shù)據(jù)會(huì)因?yàn)閮x器探測(cè)像元光譜響應(yīng)不一致產(chǎn)生畸變，而干涉數(shù)據(jù)的偏差會(huì)導(dǎo)致復(fù)原光譜出現(xiàn)明顯變化，因此需要對(duì)儀器的相對(duì)光譜響應(yīng)進(jìn)行高精度定標(biāo)。目前，最常用的技術(shù)手段是將單色儀或其它準(zhǔn)單色光源產(chǎn)生的均勻光源導(dǎo)入干涉型光譜成像儀，進(jìn)而獲得儀器的相對(duì)光譜響應(yīng)定標(biāo)結(jié)果。但是上述單色光源其光通量和光譜分辨率較低，且光譜分辨率和光譜范圍無(wú)法根據(jù)待定標(biāo)儀器進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。時(shí)間調(diào)制型干涉光譜技術(shù)通過(guò)調(diào)整干涉采樣參數(shù)，可以方便的改變輸出光譜的參數(shù)，為構(gòu)造可控的頻域準(zhǔn)單色定標(biāo)光源提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，以提供一種高光通量、高光譜分辨率，且光譜分辨率可調(diào)的定標(biāo)方案，并解決了干涉成像光譜儀定標(biāo)過(guò)程中干涉信號(hào)混疊的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，其特殊之處在于，適用于干涉型光譜成像系統(tǒng)，包括以下步驟：

3、步驟1，定標(biāo)燈光源經(jīng)過(guò)時(shí)間調(diào)制型干涉儀和積分球聯(lián)合調(diào)制后，形成散射時(shí)域干涉信號(hào)，作為干涉光譜成像儀的入射光源，每改變一次時(shí)間調(diào)制型干涉儀的光程差，干涉光譜成像儀采集一幅疊層干涉圖像；

4、步驟2，完成時(shí)間調(diào)制型干涉儀指定光程差范圍的掃描過(guò)程，干涉光譜成像儀獲得疊層干涉圖像序列；

5、步驟3，從疊層干涉圖像序列中提取每個(gè)像元的光強(qiáng)信號(hào)，按照采集時(shí)間順序組成時(shí)域離散干涉信號(hào)；

6、步驟4，對(duì)每個(gè)像元的離散時(shí)域干涉信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到對(duì)應(yīng)像元的光譜信號(hào)；

7、步驟5，提取所有像元相同光譜通道的信號(hào)組成單波段圖像，由于干涉光譜成像儀自身存在視場(chǎng)關(guān)聯(lián)的干涉調(diào)制，單波段圖像帶有空間干涉條紋；

8、步驟6，提取單波段圖像沿視場(chǎng)關(guān)聯(lián)光程差調(diào)制維度的干涉信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到波長(zhǎng)定標(biāo)結(jié)果，并通過(guò)頻域?yàn)V波方法分離調(diào)制項(xiàng)，保留非調(diào)制項(xiàng)；

9、步驟7，分析單波段圖像的非調(diào)制項(xiàng)，根據(jù)其非均勻性分布情況，得到干涉光譜成像儀的相對(duì)光譜響應(yīng)系數(shù)；

10、步驟8，利用相對(duì)光譜響應(yīng)系數(shù)對(duì)單波段圖像的調(diào)制項(xiàng)進(jìn)行校正，分析校正后調(diào)制項(xiàng)包絡(luò)的非均勻分布情況，得到干涉光譜成像儀的干涉條紋調(diào)制效率系數(shù)。

11、上述步驟1中，所述的調(diào)整時(shí)間調(diào)制型干涉儀的光程差，可以改變積分球出射口處散射時(shí)域干涉信號(hào)的強(qiáng)度，并且調(diào)整該光程差的采樣間隔，可以改變定標(biāo)過(guò)程的光譜分辨率。

12、上述步驟2中，所述的時(shí)間調(diào)制型干涉儀光程差掃描范圍可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，根據(jù)每次定標(biāo)過(guò)程的波段范圍要求，優(yōu)化調(diào)整時(shí)間調(diào)制型干涉儀指定光程差范圍，可以提高定標(biāo)效率。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、（1）本發(fā)明的干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，采用時(shí)間調(diào)制型干涉儀和積分球聯(lián)合產(chǎn)生的散射時(shí)域干涉信號(hào)作為定標(biāo)光源，相比于經(jīng)典定標(biāo)光源單色儀，具有高光通量和高光譜分辨率的優(yōu)勢(shì)。

15、（2）本發(fā)明的干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，采用時(shí)間調(diào)制型干涉儀的光程差采樣間隔和采樣范圍可以選擇設(shè)定，因此具有光譜分辨率和定標(biāo)光譜范圍可調(diào)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以對(duì)每次定標(biāo)測(cè)試的時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。

16、（3）本發(fā)明的干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，采用頻域?yàn)V波方法分離調(diào)制項(xiàng)，可以有效消除待定標(biāo)系統(tǒng)本身所產(chǎn)生干涉條紋的影響，有利于提高定標(biāo)精度。

技術(shù)特征：

1.一種干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，其特征在于，適用于干涉型光譜成像系統(tǒng)，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉光譜成像儀的高精度相對(duì)光譜響應(yīng)定標(biāo)方法，其特征在于：步驟1所述的調(diào)整時(shí)間調(diào)制型干涉儀的光程差，可以改變積分球出射口處散射時(shí)域干涉信號(hào)的強(qiáng)度，并且調(diào)整該光程差的采樣間隔，可以改變定標(biāo)過(guò)程的光譜分辨率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉光譜成像儀的高精度相對(duì)光譜響應(yīng)定標(biāo)方法，其特征在于：步驟2所述的時(shí)間調(diào)制型干涉儀光程差掃描范圍可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，根據(jù)每次定標(biāo)過(guò)程的波段范圍要求，優(yōu)化調(diào)整時(shí)間調(diào)制型干涉儀指定光程差范圍，可以提高定標(biāo)效率。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，包括以下內(nèi)容：以散射時(shí)域干涉信號(hào)作為定標(biāo)光源，掃描時(shí)間調(diào)制型干涉儀的光程差，采集疊層干涉圖像序列；從疊層干涉圖像序列中提取每個(gè)像元的時(shí)域離散干涉信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到對(duì)應(yīng)的光譜信號(hào)；提取所有像元相同光譜通道的信號(hào)組成單波段圖像，對(duì)沿視場(chǎng)關(guān)聯(lián)光程差調(diào)制維度的干涉信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，并通過(guò)頻域?yàn)V波方法分離調(diào)制項(xiàng)，根據(jù)非調(diào)制項(xiàng)的非均勻性分布情況，得到相對(duì)光譜響應(yīng)系數(shù)；利用相對(duì)光譜響應(yīng)系數(shù)對(duì)調(diào)制項(xiàng)進(jìn)行校正，進(jìn)而得到干涉條紋調(diào)制效率系數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種干涉光譜成像儀的高精度定量化測(cè)量方法，光譜分辨率和定標(biāo)光譜范圍方便可調(diào)，具有高精度、高光通量、高光譜分辨率的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：柏財(cái)勛,黃亞軍,張文飛,王進(jìn)哲,馬文龍,付圣貴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23