第32卷，第7期 2012年7月
光谱学
与光
谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
大口径红外辐射计的光谱定标
钊}，2，万志"，李宪圣"，任建伟1"，刘洪兴1，2
叶
1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春
130033
2.中国科学院究生院，北京100049
Vol. 32,No. 7 pp1994-1998
July,2012
摘要介绍了大口径红外辐射计的光谱定标方法。研制了大口径红外辐射计。该辐射计主要由前置光学系统，红外探测器（热释电探测器和确锡求探测器214μm），机械新波器，锁相放大，信号采集器等组成，首先对大口径红外辐射计的光谱定标方法进行了分析，然后建立红外辐射计光谱定标的测量装置，并分别测试腔体热释电探测器和HgCdTe探测器的响应非线性，最后用腔体热释电探测器在该测量装置上对 HgCdTe探测器进行红外光谱响应度校准实验。通过两种相对光谱响应度测量方法的对比，给出多次测甚结
果的平均值及两种方法的对比分析。分析结果表明，测量系统的不确定度优于3.4%，关键词大口径；红外韬射计；光谱定标；腔体热释电探测器；HgCdTe探测器
中图分类号：TN215；(433.1文献标识码：ADOI：10.3964/j.issn.1000-0593(2012)07-1994-05
引言
自然界中的物体都会产生辐射，通过分析景物产生的红外辐射就可以得到实际景物的相关信息，红外探测器是把不可见的红外辐射能转变为可测量信号的转换器，是红外辐射计的核心。随着半导体材料、器件工艺、加工工艺的发展，红外辐射计被广泛应用于成像、跟踪、制导、侦套、预等、避感、辐射测量等领域。目前在我国“神州系类”载人飞船上就安装有中分辨率红外光谱辐射计。
红外辐射计的光谱定标主要是确定红外辐射计的相对光谐响应，并得出红外辐射计的光谱响应范围。相对光谱响应是指红外辐射计接收不同波长光照射时，其响应率随波长变化的情况，是操测器的相对响应与入射波长的函数关系3，目前红外探测器的光谱响应性能参量的检测技术已经成熟，但是对于红外辆射计的光谱定标方法还有待改进。采用辐射响应函数(3)概念来表述红外辐射计光谐定标的新方法，并以大口径红外辐射计为例，测试各参量并对其光谐性能进行了
评价。 1
红外辐射计的组成
该辐射计包括前置光学系统、精密机械新波器、单元红收稿日期：2011-10-03，修订日期：2012-03-20
外探测器（碎筛汞和热释电）、锁相放大器以及信号采集器等。为了满足大口径红外光电系统的定标要求，红外辐射计前置光学系统的设计采用卡塞格林系统，如图1。该光学系统将辐射能量经二次成像收集红外操测器上，主要技术指标为：口径310mm；焦距800mm；有效人腹直径310mm
Optical principle of the radiometer
Fig1
1：红外探测器；2：光管主镜： 3：光管次镜；4；精密机械新波器
在结构上，将机械新波器放置在单色仪人射狭缝前，这样可以减少背景辐射的干扰，获得较好的调制效果，将单元探测器遥放在前臀卡式系统的焦面位置处，保证探测器接收面积与光学系统成像大小相同"]。调制出的信号经过前置放大器，锁相放大器后可获得高信噪比的输出信号，该信号经信号采集器数字化处理后，通过串行接口对计算机传输数据。系统信号处理原理框图如图2所示。
基金项目：国家(863计划)高技术项日(863-5-1-13B)资助
作者简介：叶判，1985年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博士研充生
e-mail; sunyeath@gmail, com
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方方数据
e-mails renjw@ciomp, ac, cn