一種偏振輻射定標裝置及其實現方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種偏振輻射定標裝置及其實現方法。裝置包括：離軸反射式平行光管、高亮度積分球、標準偏振器、內調焦準直望遠鏡、被測儀器安裝支架、偏振光計量儀、數顯萬能轉臺。該裝置是采用高亮度積分球與標準偏振器組合構成偏振光源，被測儀器通過安裝支架安裝在數顯萬能轉臺上，可調節被測儀器所接收的入射光角度。偏振光計量儀也安裝于數顯萬能轉臺上，可測量偏振光的斯托克斯參量[S

Polarization radiation calibration device and implementation method thereof

The invention discloses a polarization radiation calibration device and a method for realizing the same. The device comprises an off-axis reflecting collimator, a high brightness integrating sphere, a standard polarizer, an internal focusing collimating telescope, a mounting bracket for the tested instrument, a polarized light meter and a digital universal turntable. The device adopts the combination of a high brightness integrating sphere and a standard polarizer to form a polarized light source, and the tested instrument is arranged on the digital universal turntable through a mounting bracket, and the incident light angle received by the measuring instrument can be adjusted. Polarized light meter is also installed on the digital universal turntable, which can measure the Stokes parameter of polarized light [S

【技術實現步驟摘要】
一種偏振輻射定標裝置及其實現方法
本專利技術涉及空間遙感技術、輻射定標技術，具體指一種使用于空間遙感儀器的地面偏振輻射定標試驗裝置，可應用于測量與確定偏振探測儀器、輻射探測儀器的偏振光參量與響應值之間的關系，具有光強穩定均勻、偏振態調節范圍大(偏振度0～1，偏振角0°～360°)、測量精度高(優于1％)等優點。
技術介紹
空間定量遙感儀器在應用之前，需要預先在地面完成定標試驗，確定輸入物理量與儀器測量響應值之間的關系。對于空間偏振探測儀器，要完成偏振輻射定標試驗，確立入射偏振光Stokes參量與儀器響應值的關系，從而在應用時才能夠依據測量值來得到入射偏振光的Stokes參量。目前，關于偏振輻射的計量方面尚缺乏有關國家標準，如何構造標準偏振輻射源、如何傳遞偏振輻射標準尚屬研究空白。作為空間偏振探測儀器研制的領先國家，法國空間研究中心CNES在研制空間偏振探測儀器POLDER的過程中，進行了偏振輻射定標試驗的研究。主要定標試驗設備有：積分球、偏振系統和參考輻射計。其中關鍵的偏振系統用來產生不同偏振度和偏振角的偏振光，其主要構成部件是相互平行的兩塊玻璃板，可沿兩個軸向調節旋轉角度，沿一個軸向旋轉可調節偏振度(0～0.5)，沿另一個軸向旋轉可調節偏振角。該方法的優點是偏振度和偏振角調節方便，缺點是受玻璃板旋轉角度限制、難以獲得高偏振度偏振光，另外光線經過兩塊玻璃板折射和反射后、影響定標精度。
技術實現思路
本專利技術裝置的目的是測量偏振探測儀器的偏振定標響應關系，解決偏振輻射源缺乏、無法進行偏振定標測量的問題。該裝置包括：離軸反射式平行光管1、光學隔振平臺2、高亮度積分球3、標準偏振器4、內調焦準直望遠鏡5、安裝支架6、偏振光計量儀7、數顯萬能轉臺8，其特征在于：離軸反射式平行光管1用螺釘固定在光學隔振平臺2上；所述的標準偏振器4安裝在高亮度積分球3出光窗口，所述的安裝支架6安裝在數顯萬能轉臺8上，安裝支架6具有0°、90°、±45°安裝方式，數顯萬能轉臺8水平調節角度為0°～360°，偏振光計量儀7安裝于數顯萬能轉臺8上，接收從標準偏振器4發出的標準偏振光；所述的離軸反射式平行光管1、高亮度積分球3、偏振光計量儀7的光軸對齊。一種基于權利1所述的偏振輻射定標裝置的測量數據處理方法，其特征在于，方法步驟如下：1)高亮度積分球3與標準偏振器4配合產生標準偏振光。設置高亮度積分球3和標準偏振器4的狀態，使得偏振光狀態偏振度和偏振角確定；2)被測儀器接收這種偏振光，產生一定的輸出，對應一定的光強信號[I1、I2、I3]；3)偏振光計量儀7同樣接收步驟1產生的偏振光，得到偏振光的斯托克斯參數[S0、S1、S2]；4)調整標準偏振器4的角度，重復步驟1)～3)，得到不同偏振狀態的[I1、I2、I3]與對應的[S0、S1、S2]，從而建立兩組變量之間的關系：偏振輻射定標試驗結果表明，該專利技術裝置可測量偏振探測儀器對線偏振光的響應方程，與理論上的橢圓響應模型一致。經檢驗，輻射源的輻射穩定性優于0.2％，偏振度調節范圍0～1，偏振角調節范圍0°～360°，所標定的偏振測量精度結果優于1％。附圖說明圖1偏振輻射定標試驗裝置圖2偏振光計量曲線，圖2(a)、圖2(b)分別為偏振光Stokes參量S1、S2與偏振角的關系曲線圖3被測量儀器的偏振測量曲線，圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)分別為透射光強I1、I2、I3與偏振角的關系曲線圖4被測量儀器的偏振響應曲線，圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)分別為偏振光Stokes參量S1與透射光強I1、I2、I3的關系曲線具體實施方式本專利技術裝置的測量試驗方法是：離軸反射式平行光管1安放在光學隔振平臺2上，配合使用內調焦準直望遠鏡5，用于檢驗平行光管入射光與被測儀器光軸之間的準直性。高亮度積分球3與標準偏振器4配合產生標準偏振光。被測儀器接收這種偏振光，被測儀器通過安裝支架6安裝于數顯萬能轉臺8上，這樣可調節被測儀器接收的入射光角度。偏振光計量儀7安裝于數顯萬能轉臺8上，同樣接收標準偏振光，可測量偏振光的Stokes參量[S0,S1,S2,S3]及偏振度。通過上述測量，就建立了被測儀器的偏振定標響應關系。本專利技術的主要測量設備及其參數如下：高亮度積分球3：安裝16只進口高穩定度溴鎢燈，適用光譜波段400nm～2000nm，出射光穩定性偏差<0.2％(2小時內)。標準偏振器4：合作研制，有效面積25mm×25mm，中心波長670nm，偏振度規格0.1～0.99，可調節角度0°～360°。偏振光計量儀7：進口偏振測量儀器，波長范圍500～910nm，重復精度(Repeatability)≤0.5％，準確度(Accuracy)≤±0.5％。被測儀器安裝支架6：自行設計加工，具有0°、90°、±45°等安裝方式。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種偏振輻射定標裝置，包括離軸反射式平行光管(1)、光學隔振平臺(2)、高亮度積分球(3)、標準偏振器(4)、內調焦準直望遠鏡(5)、安裝支架(6)、偏振光計量儀(7)、數顯萬能轉臺(8)，其特征在于：離軸反射式平行光管(1)用螺釘固定在光學隔振平臺(2)上；所述的標準偏振器(4)安裝在高亮度積分球(3)出光窗口，所述的安裝支架(6)安裝在數顯萬能轉臺(8)上，安裝支架(6)具有0°、90°、±45°安裝方式，數顯萬能轉臺(8)水平調節角度為0°～360°，偏振光計量儀(7)安裝于數顯萬能轉臺(8)上，接收從標準偏振器(4)發出的標準偏振光；所述的離軸反射式平行光管(1)、高亮度積分球(3)、偏振光計量儀(7)的光軸對齊。

【技術特征摘要】
1.一種偏振輻射定標裝置，包括離軸反射式平行光管(1)、光學隔振平臺(2)、高亮度積分球(3)、標準偏振器(4)、內調焦準直望遠鏡(5)、安裝支架(6)、偏振光計量儀(7)、數顯萬能轉臺(8)，其特征在于：離軸反射式平行光管(1)用螺釘固定在光學隔振平臺(2)上；所述的標準偏振器(4)安裝在高亮度積分球(3)出光窗口，所述的安裝支架(6)安裝在數顯萬能轉臺(8)上，安裝支架(6)具有0°、90°、±45°安裝方式，數顯萬能轉臺(8)水平調節角度為0°～360°，偏振光計量儀(7)安裝于數顯萬能轉臺(8)上，接收從標準偏振器(4)發出的標準偏振光；所述的離軸反射式平行光管(1)、高亮度積分球(3)、偏振光計量儀(7)的光軸對齊。2.一種基于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：殷德奎，王培綱，顧明劍，梁科鋒，陸靖靚，李玥，
申請(專利權)人：中國科學院上海技術物理研究所，
類型：發明
國別省市：上海,31