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多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度测试技术研究

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摘要

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外发展现状

1.2.1 国外现状

1.2.2 国内现状

1.2.3 国内外现状比较

1.3 课题来源及课题主要工作

1.4 本论文的主要工作及内容

2 多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度测量原理

2.1 光栅式成像光谱仪光谱功率响应度测量原理

2.2 傅立叶干涉式成像光谱仪光谱功率响应度测量原理

2.3 渐变滤光片型成像光谱仪光谱功率响应度测量原理

2.4 本章小节

3 多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度校准方法

3.1 可见到近红外成像光谱仪光谱功率响应度校准方法研究

3.1.1 采用标准光源直接对成像光谱仪进行校准

3.1.2 由分光系统提供需要的波段进行校准

3.2 红外成像光谱仪光谱功率响应度校准方法研究

3.3 可见到远红外分光技术的研究

3.4 本章小节

4 多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度测试装置的研究

4.1 可见、近红外成像光谱仪相对光谱功率响应度测试装置组成

4.2 红外成像光谱仪相对光谱功率响应度测试装置组成

4.3 成像光谱仪相对光谱功率响应度测试装置中关键设备设计

4.4 本章小节

5 成像光谱仪相对光谱功率响应度量值溯源和传递方法研究

5.1 成像光谱仪相对光谱功率响应度溯源方法

5.1.1 以光源为基础对成像光谱仪光谱功率响应度校准研究

5.1.2 以探测器为基础对成像光谱仪光谱功率响应度校准方法研究

5.2 成像光谱仪相对光谱功率响应度量值传递方法

5.2.1 从单元探测器向面元阵列探测器量值传递方法研究

5.3 本章小节

6 光学实验

6.1 测试环境及条件

6.2 可见光光谱功率响应度实验

6.3 红外光谱功率响应度实验

6.4 本章小节

7 测量不确定度分析

7.1 可见光近红外光成像光谱仪相对光谱功率响应度测量不确定度分析

7.1.1 A类不确定度评定

7.1.2 B类不确定度评定

7.1.3 合成标准不确定度

7.1.4 扩展不确定度

7.2 红外成像光谱仪相对光谱功率响应度测量结果不确定度分析

7.2.1 A类不确定度评定

7.2.2 B类不确定度评定

7.2.3 合成标准不确定度

7.2.4 扩展不确定度

7.3 本章小节

8 结论

8.1 论文工作总结

8.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

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摘要

成像光谱仪结合了光谱和成像两大技术,传统的单元探测辐射定标和成像参数的定标方法和装置已经不能适用对成像光谱仪辐射特性参数的校准和测试。因此本文研究了多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度的校准测试技术,主要完成了以下工作:
  首先,根据分光原理的不同,针对光栅式成像光谱仪、傅立叶干涉成像光谱仪和渐变滤光片(典型代表为AOTF)型成像光谱仪,采用了不同的成像光谱仪相对光谱功率响应度的计算方法。对于不同成像光谱仪设计了两种校准系统:1)由于成像光谱仪具有分光系统,可采用光谱功率分布已知的标准光源直接对成像光谱仪进行校准测试,根据各个像元点的输出信号直接给出光谱功率响应度;2)由分光系统提供需要的波段进行校准,可对高光谱分辨率、高灵敏的成像光谱仪进行准确校准。通过实验证明,达到了满意的实验结果。
  另外,为了确保成像光谱仪相对光谱功率响应度的量值准确可靠,本文开展了以探测器为基础和以光源为基础的成像光谱仪绝对和相对光谱功率响应度溯源方法研究,在此基础上开展了从单元探测器到阵列器件量值传递方法研究,保证了量值的统一和准确可靠。
  论文最后对影响测量结果的不确定度因素进行了详细而科学地分析。在此基础上,对各个不确定度分量进行了详细分析和计算,对测量结果分别进行了不确定度评定,科学地给出了成像光谱仪相对光谱功率响应度测量结果的不确定度。
  通过本论文的研究工作,解决了多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度的测试问题,填补了国内空白,并促进了成像光谱仪相对光谱功率响应度量值传递工作的开展。

著录项

  • 作者

    秦艳;

  • 作者单位

    南京理工大学;

  • 授予单位 南京理工大学;
  • 学科 电子与通信工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈延如,杨鸿儒;
  • 年度 2014
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TH744.1;
  • 关键词

    成像光谱仪; 功率响应度; 不确定度; 校准测试;

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