一種aotf成像光譜儀光譜定標(biāo)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)特性領(lǐng)域，尤其涉及一種AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 定量化遙感是對遙感器收集到的光輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行定量反演，并建立相應(yīng)的測算與 識別數(shù)值模型的過程，成像光譜儀是定量遙感理論的技術(shù)基礎(chǔ)，特別是高光譜遙感綜合，其 利用了空間分辨率和光譜分辨率，從而不僅可以得到各狹窄譜段的地面圖像，還可以得到 地面上每個分辨元的光譜曲線，通過獲取目標(biāo)的影像信息和光譜信息，形成信息的數(shù)據(jù)立 方體。
[0003] A0TF(聲光可調(diào)諧濾光器，Acousto-Optic Tunable Filter)成像光譜儀是以AOTF 晶體作為分光元件的成像光譜儀，具有波段任意可調(diào)以及光譜響應(yīng)函數(shù)形式不同于其他類 型成像光譜儀的特點(diǎn)。由于分光器件的不同，傳統(tǒng)的利用高斯函數(shù)進(jìn)行光譜響應(yīng)函數(shù)擬合 的方法無法精確地對AOTF成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種由于光譜定標(biāo)方法不合適導(dǎo)致無法精確地對AOTF成 像光譜儀進(jìn)行定標(biāo)的問題的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法，從矢量失配的角度 分析AOTF成像光譜儀空間方向的角度特性，獲取AOTF成像光譜儀的精確光譜響應(yīng)函數(shù) 形式，從而確定AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)過程用于擬合的光譜響應(yīng)函數(shù)，提高光譜定標(biāo)精 度。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法，所述方法包括：
[0007] S1、獲取不同入射光角度下發(fā)生偏振時的波矢量失配
[0008] S2、依據(jù)與不同入射光角度對應(yīng)的波矢量失配巧,按照公式1對AOTF成像光譜儀 的參數(shù)進(jìn)行擬合，獲取AOTF成像光譜儀的光譜衍射效率曲線H，作為AOTF成像光譜儀的光 譜響應(yīng)函數(shù)，
[0010] 式中，L為AOTF成像光譜儀的聲光互作用距離，Δ k為波矢量失配巧的模。
[0011] 優(yōu)選地，步驟Sl具體為：
[0012] S111、獲取不同入射光角度下發(fā)生偏振時的入射光波矢f、衍射光波矢^和聲波 矢I;
[0013] S112、針對任一入射光角度，根據(jù)入射光波矢ξ、衍射光波矢私和聲波矢I.,按照 公式2確定與入射光角度對應(yīng)的波矢量失配ΔΑ，
[0017] 式中，Θ為入射光角度，λ為衍射光波長，f為超聲波頻率，Δ η為AOTF晶體的雙 折射率，Θ 3為聲波矢角度，V為AOTF晶體內(nèi)聲波的速度。
[0018] 優(yōu)選地，步驟Sl中，獲取任一入射光角度下發(fā)生偏振時的波矢量失配豆具體為：
[0019] S121、在全譜段范圍內(nèi)掃描AOTF成像光譜儀的驅(qū)動頻率，獲取AOTF成像光譜儀的 圖像DN值隨驅(qū)動頻率的變化曲線；
[0020] S122、基于所述圖像DN值隨驅(qū)動頻率的變化曲線以及光譜定標(biāo)光源的光譜曲線， 確定驅(qū)動頻率與衍射光波長之間的第一對應(yīng)關(guān)系；
[0021] S123、針對每一個衍射光波長，根據(jù)第一對應(yīng)關(guān)系確定與衍射波長對應(yīng)的驅(qū)動頻 率范圍，并在驅(qū)動頻率范圍內(nèi)進(jìn)行精確掃描，獲取與衍射光波長對應(yīng)的驅(qū)動頻率；
[0022] S124、根據(jù)衍射光波長及與其對應(yīng)的驅(qū)動頻率，確定入射光角度下發(fā)生偏振時的 波矢量失配SE
[0023] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法進(jìn)一步包括：
[0024] S3、對獲取的AOTF成像光譜儀的光譜響應(yīng)函數(shù)H進(jìn)行誤差分析與不確定度計算。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法，獲取不同入射光角度下發(fā)生偏 振時的波矢量失配依據(jù)與不同入射光角度對應(yīng)的波矢量失配M，按照公式1對AOTF 成像光譜儀的參數(shù)進(jìn)行擬合，獲取AOTF成像光譜儀的光譜衍射效率曲線H，作為AOTF成像 光譜儀的光譜響應(yīng)函數(shù)。本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法，通過從矢量失配的角度 分析AOTF成像光譜儀空間方向的角度特性，獲取AOTF成像光譜儀的精確光譜響應(yīng)函數(shù)H， 能夠提高光譜定標(biāo)精度，有利于更精確分析成像光譜儀遙感探測所獲取數(shù)據(jù)立方體信息的 可靠性，為地物光譜曲線的準(zhǔn)確獲取與光譜特征的精確分析提供支撐。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的流程圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的原理圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的矢量失配示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實(shí) 施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為 了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細(xì)節(jié)也可以 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。
[0030] 本發(fā)明通過從矢量失配的角度分析AOTF成像光譜儀空間方向的角度特性，獲取 AOTF成像光譜儀的精確光譜響應(yīng)函數(shù)H，能夠提高光譜定標(biāo)精度，有利于更精確分析成像 光譜儀遙感探測所獲取數(shù)據(jù)立方體信息的可靠性，為地物光譜曲線的準(zhǔn)確獲取與光譜特征 的精確分析提供支撐。
[0031] 為了應(yīng)對由于光譜定標(biāo)方法不合適導(dǎo)致無法精確地對AOTF成像光譜儀進(jìn)行定標(biāo) 的問題，本發(fā)明提供了一種AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的實(shí)施例，如圖1所示。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的流程起始于步驟S1。
[0033] S1、獲取不同入射光角度下發(fā)生偏振時的波矢量失配力^
[0034] 圖2示出了本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的原理圖。1為AOTF晶體，2 為聲波行波場，3為換能器，4為可調(diào)射頻源，5為吸聲體，6為入射復(fù)色光，7、8分別為衍射的 正交單色光，9為零級光，10為擋光板。當(dāng)聲波在各向同性介質(zhì)中傳播時，傳播介質(zhì)的折射 率由于受到應(yīng)變的調(diào)制會產(chǎn)生周期性變化，因而傳播介質(zhì)相當(dāng)于一個相位光柵。當(dāng)光通過 介質(zhì)時將發(fā)生衍射，如果介質(zhì)的折射率與光的傳播方向和偏振狀態(tài)無關(guān)，我們把這種入射 光折射率Iii和衍射光折射率n d相等的聲光作用稱為正常的（或各向同性的）聲光相互作 用。但是在一定條件下，聲光相互作用會使光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化，此時叫辛n d，我們稱這 種作用為反常的（或各向異性的）聲光相互作用。兩者統(tǒng)稱為參量的相互作用過程，聲光 效應(yīng)可由非線性極化矢量與應(yīng)變之間的關(guān)系來描述。
[0035] AOTF成像光譜儀是利用AOTF晶體作為主要分光器件的成像光譜儀，通過分析 AOTF的角度特性，可以得到AOTF成像光譜儀的光譜響應(yīng)函數(shù)形式。
[0036] 圖3示出了本發(fā)明的AOTF成像光譜儀光譜定標(biāo)方法的矢量失配示意圖。光通過 AOTF晶體的時候發(fā)生反常布拉格衍射，入射光波矢