光栅光谱仪星上仪器线形函数监测技术

发布时间：2025-07-02 05:40

　　 星上定标是光谱仪类载荷数据定量化应用的基础。仪器线形函数(Instrument Line Shape,ILS)是高精度光谱定标的重要参数。如今,绝大多数光谱仪类载荷在发射前都完成了ILS的测量,但具有星上ILS测量功能的载荷却不多。文章以某光栅光谱仪为载体,进行星上ILS监测技术研究。根据光栅光谱仪的分光特点,进行了方案选择,选取了ILS测量光源,完成了光学设计和结构设计,实现了对光谱仪全口径、全视场、全谱段的星上ILS监测,并且监测光源的辐照度均匀性高于95%。通过了星上ILS测量误差分析和地面模拟测试,星上ILS监测误差小于1%。根据地面模拟测试结果,验证了该星上ILS监测方法的可行性,可为后续型号应用提供相关的技术参考。

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【部分图文】：

图1 星上ILS监测光路

为了实现监测光路覆盖光谱仪的全口径、全视场，进行了光学设计。星上ILS监测光路组成如图1所示。星上ILS监测光路由激光合束光路、积分球和准直光路组成。激光合束光路将8个激光二极管的光束准直合束后引入积分球，积分球将激光二极管的光匀光后输出，准直光路将积分球出口的出射光准直后使其充....

图2 激光合束光路

通过结构设计及装调，8个激光二极管的光源合束后可将口径控制在15mm以内，引入积分球。选用积分球可在尽量小的体积范围内对激光光源进行匀光处理，同时降低激光光源的相干性。积分球内表面镀金，在积分球出口处安装光阑片；通过积分球进行匀光，积分球出口处光谱辐亮度满足一定均匀性要求。监测光....

图3 准直光路

光谱仪B2、B3、B4谱段探测器焦面上照度分布的分析结果见图5,X坐标为空间方向，Y坐标为光谱方向。通过对实际使用区域的辐照度数据进行统计，可以得到，B2、B3、B4谱段像面沿空间方向的辐照度均匀性为98.2%，沿光谱方向的辐照度均匀性为99.5%。图4光谱仪B1谱段像面上的照....

图4 光谱仪B1谱段像面上的照度分布

图3准直光路图5光谱仪B2、B3、B4谱段像面上的照度分布

本文编号：4055323