傅里叶变换光谱仪的红外探测器非线性校正

发布时间：2021-10-28 22:23

　　针对傅里叶变换光谱仪的红外探测器非线性,提出了一种适用于干涉图直流信号值缺失情况的非线性校正方法。针对需要实施校正的光谱计算基于带外虚假成分的相对校正因子,结合无需实施校正的光谱计算一致性校正因子。实验结果表明,实施本文所提非线性校正方法后,辐射定标曲线的线性拟合优度可以由校正前优于0.99提升至0.9999以上,且辐射标定后的各通道的辐亮度绝对偏差均不超过0.15 mW·m^-2·cm·sr^-1。相比已有的校正方法,所提方法避免了对干涉图直流信号的依赖性,但增加了对多个温度点黑体辐射定标数据的依赖性。一旦得到一致性校正因子后,在探测器稳定工作的前提下,可以实施对任一光谱图的非线性校正。 

【文章来源】：光学学报. 2020,40(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

理想光谱示意图

S ideal = 1 1+2a 2 Ι DC S in 。 ??? (11)现有方法是分别获取直流分量IDC与二次项系数a2后实施校正,得到线性响应下的光谱图。根据文献[4-5],可知对于工作温度点稳定不变的红外探测器,其输入与输出之间的响应关系在一定时间内固定,即a2不随仪器观测目标的变化而变化。而直流分量IDC与观测目标相关,即每一干涉图都需要实时获取其对应的直流分量值。现有方法均建立在可以直接通过干涉图或者仪器辅助数据信息实时获取直流分量IDC的基础之上,当仪器无法从硬件设计中获取该值时,现有方法无法适用。

由于辐射非线性校正与辐射定标系数息息相关,进一步利用傅里叶变换光谱仪观测不同温度下黑体目标的干涉图发现,在入射能量较小时带外虚假成分不明显(如图3所示),且响应较线性(如图4所示,图中仅随机列举了光谱波段范围内部分通道的响应关系),故为了避免动态范围低端信号计算a2/(1+2a2IDC)2精度不高的问题,可以不校正该类响应较线性的光谱。为了保证校正与未校正光谱辐射定标系数的一致性,基于N个不同温度点的黑体观测数据,采用最优化的方法,求解一致性校正因子估计值图4 傅里叶变换光谱仪未标定光谱与黑体辐亮度响应关系。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于交叉比对的风云三号D星红外高光谱大气探测仪辐射定标性能评估[J]. 杨天杭,胡秀清,徐寒列,吴春强,漆成莉,顾明剑.  光学学报. 2019(11)
[2]傅里叶变换光谱仪探测器非线性的影响及其校正方法[J]. 杨敏珠,邹曜璞,张磊,韩昌佩.  红外与激光工程. 2017(10)
[3]干涉数据中非线性的校正及其对辐射定标的影响[J]. 杨敏珠,邹曜璞,张磊,韩昌佩.  中国激光. 2017(01)



本文编号：3463422