光谱仪 辐射定标 暗电流
光谱仪的工作原理
光谱仪的工作原理引言概述：光谱仪是一种用于分析物质的仪器，它可以通过测量物质在不同波长的光下的吸收、散射或者发射来获取物质的光谱信息。
光谱仪的工作原理是基于光的波动性和物质对光的相互作用。
本文将从光的波动性、光的相互作用、光的分散、光的探测和数据处理等五个大点详细阐述光谱仪的工作原理。
正文内容：1. 光的波动性1.1 光的波长和频率：介绍光的波长和频率的概念，并解释它们与光的能量和颜色之间的关系。
1.2 光的传播特性：介绍光在真空和介质中的传播特性，包括光的传播速度和折射现象。
2. 光的相互作用2.1 吸收：解释物质吸收光的原理，包括电子的跃迁和共振吸收。
2.2 散射：介绍散射现象，包括瑞利散射和米氏散射，以及它们与物质的粒径和波长的关系。
2.3 发射：解释物质发射光的原理，包括激发态和自发辐射。
3. 光的分散3.1 折射率：介绍折射率的概念和测量方法，以及折射率与物质的性质之间的关系。
3.2 色散：解释色散现象，包括色散曲线和色散方程，以及它们与物质的折射率和波长的关系。
4. 光的探测4.1 探测器类型：介绍光谱仪常用的探测器类型，包括光电二极管、光电倍增管和光电子倍增管等。
4.2 探测器性能：详细阐述探测器的灵敏度、响应速度和线性范围等性能指标，以及它们对光谱仪测量结果的影响。
5. 数据处理5.1 光谱仪的输出：解释光谱仪的输出形式，包括光强-波长图和光强-时间图等。
5.2 数据分析：介绍光谱数据的处理方法，包括峰值识别、峰面积计算和光谱拟合等。
5.3 应用领域：列举光谱仪在化学分析、生物医学和材料科学等领域的应用，并说明其重要性和优势。
总结：综上所述，光谱仪的工作原理是基于光的波动性和物质对光的相互作用。
通过测量物质在不同波长的光下的吸收、散射或者发射，光谱仪可以获取物质的光谱信息。
光谱仪的工作原理涉及光的波动性、光的相互作用、光的分散、光的探测和数据处理等方面。
光谱仪的应用广泛，对于化学分析、生物医学和材料科学等领域的研究具有重要意义。
成像光谱仪光谱与辐射定标
成像光谱仪光谱与辐射定标成像光谱仪是一种光学仪器，可以同时获取被观测物体在不同波长范围内的光谱信息，并通过对光谱进行处理和分析来获取被观测物体的信息。
光谱是根据不同波长的光分量组成的，通过光谱分析，可以得到被观测物体的化学成分、温度、密度等信息。
成像光谱仪的光谱定标是指对光谱仪进行标定，建立光谱与辐射之间的关系。
光谱与辐射的关系可以描述为辐射强度随波长的变化。
通常，光谱定标需要先收集一系列已知辐射强度的光源，然后通过测量这些光源的光谱，建立光谱与辐射强度之间的定标曲线或关系模型。
光谱定标的目的之一是确保成像光谱仪的测量结果准确可靠。
光谱仪的测量结果会受到仪器本身的光学性能、检测器的响应特性等因素的影响。
通过光谱定标，可以排除这些因素的影响，使测量结果更加准确。
光谱定标还可以提供光谱校准的功能。
光谱仪的光谱范围通常是通过光栅或棱镜进行波长分离的，而光栅或棱镜的波长划分是有限的，存在一定的误差。
通过光谱定标，可以准确地知道每个波长点的对应辐射强度，从而校准光谱仪的波长分辨率。
光谱定标的方法有多种，常见的方法包括使用标准光源、黑体辐射源、大气窗口等。
标准光源是一种已知辐射强度和波长的光源，通过测量标准光源的光谱，可以建立光谱与辐射强度之间的定标关系。
黑体辐射源是一种热辐射源，通过测量黑体辐射源的辐射光谱，可以建立光谱与辐射强度之间的关系。
大气窗口是指大气层中透过的波长范围，通过测量大气窗口内的光谱，可以进行大气校正，提高光谱测量的准确性。
光谱定标的过程中还需要考虑一些因素。
例如，光谱仪的响应特性和漂移情况。
光谱仪的响应特性是指光谱仪对不同波长光的检测效率，测量时需要对不同波长的光谱进行响应修正。
漂移是指光谱仪在使用过程中可能出现的性能变化，需要定期进行校正和维护。
光谱与辐射定标是成像光谱仪中非常重要的一环。
准确的光谱定标可以提高光谱测量的准确性和可靠性，进而对被观测物体进行准确的分析和识别。
在实际应用中，不同的光谱定标方法和策略可以根据具体的测量需求进行选择和优化，以得到最佳的测量结果。
光谱分析系统定标操作指南解析
光谱分析系统定标操作指南1.打开WY直流电源和光谱仪电源，预热15分钟，启动PMS-50/80PLUS软件。
2.在PMS-50/80软件主界面“测试”菜单“系统设置”中的“通讯选项”对话框里设置相应通讯端口，选择任意一种“测试模式”。
3.把负载线连接在积分球上的“1”“2”接线柱和WY电源输出端之间（WY305电压电流调至最小位置即逆时针方向调节电压和电流旋钮发出响声）4.安装标准灯，调节灯杆位置使灯泡处于挡光班的中心高度，以确保标准灯发出的光线不直射光度探测器和光纤。
5.关闭积分球，在“测试”菜单中或工具栏中选择“光通量定标”，点击“关灯校零”进行光度校零。
6.校零成功后，手动调节WY电源（也可以在软件中的WY系列功能中输入标准灯的标定电流和参考电压（输入的电压数值比标识的参考电压高1-2伏以把线路上的压降考虑进去），使其输出电流至标准灯标定电流值并处于稳流状态，等待5分钟以上待发光稳定，进行光通量定标，并“存盘推出”。
7.在“测试”菜单中或工具栏中点击“光谱定标”，进行色温定标，完毕后“存盘退出”。
8.在PMS-50/80软件主页界面“测试”菜单“系统设置”中的“通讯选项”对话框里选择另一种“测试模式”。
9.在“测试”菜单中或工具栏中点击“光谱定标”进行色温定标，完毕后“存盘退出”。
10.把标准灯当做被测光源，在“测试”菜单中或工具栏中点击”电光源测试“开始测试，测试结束验证测试色温和光通量是否正确：（要求色温偏差在±15K以内，光通量偏差在±1%以内）符合进行11步，如不符合关灯后重新5-10步的操作。
11.把WY电源的输出调至最小，以熄灭标准灯，等标准灯冷却后，取下放入灯盒。
12.关闭WY电源，取下负载线接至机柜后的负载接线柱，至此完成定标，即可以正常的测试操作了。
注：早期的PMS-50（即测试时间为2-3分钟的机型不需要8、9两步的操作）！。
辐射定标
(2012-11-28 13:58:29)转载▼标签：分类：科研杂谈(2012-01-26 01:18:44)标签：分类：工作篇校园环境一号卫星光学数据绝对定标环境一号卫星光学数据的遥感器校订分为绝对定标和相对辐射定标。
对目标作定量的描绘，获取目标的辐射绝对值。
要成立传感器丈量的数字信号与对应的辐射能量之间的数目关系，即定标系数，在卫星发射前后都要进行。
卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场，用传感器观察辐射亮度值已知的标准辐射源以获取定标数据。
卫星发射后，定标数据主要采纳敦煌外场测量数据，此值一般在图像头文件信息中能够读取。
以下两表为敦煌场所测定的绝对定标数据。
表HJ 1A/B 星绝对辐射定标系数（DN/W m 2 sr 1m1）定标系数（ DN/W m 2 sr 1m 1）卫星传感器Band1Band2Band3Band4CCD1HJ1ACCD2CCD1HJ1BCCD2利用绝对定标系数将DN值图像变换为辐亮度图像的公式为：L=DN/coe式中 coe 为绝对定标系数，变换后辐亮度单位为W m 2 sr 1m1。
因为以上定标系数为敦煌场采纳单点法对中等反射率目标（沙漠）测定的结果，所以关于太阳反射光谱波段，建议针对中等反射率地物采纳上边供给的绝对辐射定标系数。
关于 HJ1B的红外相机，近红外波段绝对定标系数为，短波红外波段绝对定标系数为。
定标公式同前。
HJ-1B 红外相机热红外通道绝对辐射定标系数为：增益，单位： DN/（W m 2 sr 1 m 1）；截距，单位： DN。
利用绝对定标系数将 DN值图像变换为辐亮度图像的公式为 L=（ DN-b）/coe ，式中 coe 为绝对定标系数的增益， b 为截距，变换后辐亮度单位为W m 2 sr 1m1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重，不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息，即其内容是经过遥感手段获取的，往常是地物不同波段的电磁波谱信息。
光谱辐射计操作指引
(6)开灯，再连续测试，等标准灯稳定5分钟以上。
(7)保存定标数据即完成。
5、在菜单栏单击 图标，选择测试（F3）。
(1)调整试样工作电流和最大输出电压。
(2)将样品装上夹具放入积分球内单击选择测试（F3）即可。
(3)光通量测试完毕后，按菜单栏另存键保存测试画面，按导出Excel格式可以保存所测试出来的光色电参数数据。
1、不要用手直接碰到标准光源灯的玻璃面。
2、不要用手触摸积分球内壁，以免损伤涂层影响测试的精确度。
3、测试完毕后关闭积分球并关掉电源。
6、在菜单栏单击操作，选择LED特性曲线。
(1)选择LED特性曲线可快速测试LED在不同电流下的光色电参数变化。
(2)设置需要的起始电流，结束电流和间隔电流。
(3)单击开始进行LED特性曲线测试。
(4)测试完毕后，按菜单栏另存键保存测试画面，导出Excel格式可以保存所测试出来的光色电参数数据。
五、注意事项
3、选择常规测量模式，在菜单栏单击操作，选择系统设置。
(1)在通讯口中，主机类型（供电）选择WY电源主机。
(2)主机串行口选择COM 1。单击确定退出。
4、在菜单栏单击操作，选择快速光谱仪（定标）。
(1)安装标准灯。
(2)输入标准灯色温与光通量值，平均次数一般设10。
(3)输入标准灯电流值。
(4)开灯，再自动选择积分时间，（可以手动调整积分时间）。
一、目的
确性及仪器的使用寿命。
二、用途
测量光通量、色温、色坐标、显色指数、波长、光效、电压、功率等
三、环境要求
1、工作电压：DC: 0~5A 0~30V 。
2、工作环境温度：0℃~40℃ 测试温度：25℃±1℃。
关于光谱仪的原理 光谱仪工作原理
关于光谱仪的原理光谱仪工作原理光谱仪又称分光仪，广泛为认知的为直读光谱仪。
以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。
它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝构成。
以色散元件将辐射源的电磁辐射分别出所需要的波长或波长区域；并在选定的波长上（或扫描某一波段）进行强度测定。
分为单色仪和多色仪两种。
原理依据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。
经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器；新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器。
经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器，调制光谱仪是非空间分光的,它接受圆孔进光。
依据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。
光学多道分析仪OMA（OpticalMulti—channelAnalyzer）是近十几年显现的接受光子探测器（CCD）和计算机掌控的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理,存储诸功能于一体。
由于OMA不再使用感光乳胶,避开和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的更改,大大改善了工作条件,提高了工作效率；使用OMA分析光谱,测量精准快速,便利,且灵敏度高,响应时间快,光谱辨别率高,测量结果可立刻从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出。
它己被广泛使用于几乎全部的光谱测量,分析及讨论工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测。
圆二色光谱仪的应用圆二色光谱仪是横电磁波，是一种在各个方向上振动的射线。
其电场矢量与磁场矢量相互垂直，且与光波传播方向垂直。
由于产生感光作用的紧要是电场矢量，一般就将电场矢量作为光波的振动矢量。
光波电场矢量与传播方向所构成的平面称为光波的振动面。
若此振动面不随时间变化，这束光就称为平面偏振光，其振动面即称为偏振面。
平面偏振光可分解为振幅、频率相同，旋转方向相反的两圆偏振光。
其中电矢量以顺时针方向旋转的称为右旋圆偏振光，其中以逆时针方向旋转的称为左旋圆偏振光。
成像光谱仪辐射定标概览
摘 要 ： 成像 光谱 仪相 关技 术研 究一直是遥 感技 术研 究前 沿 ，成像光谱 仪 完善 的辐射 定标是 完成各种 高质
量 定 量 化 产 品 应 用 的基 础 。 本 文介 绍 了成 像 光谱 仪 辐射 定 标 原 理 和 辐 射 定 标 方 法 ，并 对 成 像 光 谱 仪 辐 射 定 标
确 定成像光谱 仪各通道 的响应并 评估不 确定度 ；星 上定标则 长期检测成像 光谱仪 响应 的衰 变 ，并 可 以 进 行响应 均匀性校正 ：场地替代 定标可 以验证 成像
光谱仪 的辐 射 响应并 进行 多个 遥感 器 的交叉 定标 。 实验室 辐射定标是 整个辐射定 标环节 的基础 ，本文 主要 介 绍 成像 光谱 仪 实 验 室辐 射 定 标 的原 理 和方
￥ 金 项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金 项 目 （ ｏ６ ５ ８ ２ ） 基 Ｎ ． ３ ０ ０ ０
ＷＷＷ．ｍ ｅｎｆ ．ｏ ｏ ｉ ｏｃ ｒ ｎ
Ｄｅ ． ２ １ ｃ ０ １
７３
第２ 卷 第 １ 期 ８ ２
Ｖｏ ． Ｎｏ １ １ ２８ ．２
１ 引
言
辐 射定标系统 的建立就是 辐射标准 的传递及 标
准 的再 现 、传递 载体 的选择 和研 制技 术 、比对测 量 等 ，简而言之 ，就是对辐射 标准不 确定度 和辐射 传 递链长度进行控制 。
成像光谱 仪辐射定 标 的任 务是在超光谱 成像仪 的图谱 数据 与地面景物 光谱辐亮度 之间建立 定量关
ห้องสมุดไป่ตู้
系。辐 射定标 分为相对定标 和绝对定 标 ：相 对定标
Ｃ ｉ ｓ Ａ ａｅ ｙｏ ｉ ｃｓ Ｃ ａｇｈ ｎ ０ ３ Ｃ ｉａ ｈｎ ｅ ｄｍ Ｓ ｅ ｅ， ｈ ｎｃ ｕ １０ ３， ｈｎ） ｅ ｃ ｆ ｃｎ ３
sr5000n光谱辐射计 说明书
sr5000n光谱辐射计说明书
1、短按“电源开关”启动，默认为“磁场辐射强度”检测，超过2毫秒高斯报警;长按“检测模式转换”不放松，约2秒后，切换到“电场辐射强度”检测。
注：辐射检测仪为高精度测量仪器。
由于地球磁场的影响，仪器有时会出现很短的数值显示或报警。
这不是故障现象。
2、将电磁辐射检测仪握在手中，将“测试区”指向被测物体，慢慢靠近被测物体，直到被测物体实际接触。
离被测物体越近，电磁场或电场越强，报警频率越快。
3、在测量过程中，尽量改变仪器对被测对象的角度和位置，得到大读数。
4、如果测量过程中电源关闭，在“磁场辐射强度检测”模式下，读数应归零。
在“电场辐射强度检测”模式下，有些项目仍能检测到电磁波信号，属于项目接收到的外部电磁波信号，对人体无害。
5、短时间按“警报设置”可将警报声音设置为打开和关闭。
6、短按“峰值锁”，设置开启和取消峰值锁功能。
峰值锁定功能可以锁定检测过程中的大值。
辐射检测仪使用注意事项
1.在使用仪器过程中需要确保辐射检测仪的探测口与需要测测量的放射源之间不存在任何阻挡。
2.当使用辐射检测仪在对反射源进行测量的过程中不可以将测量窗口面向太阳，否则对读数可能会造成一定的影响。
3.探头在装在辐射检测仪背面网状窗内，测量过程中网状窗需要与被测物对准。
4.当方式开关位于mR/hr、μSV/hr或CPMCPS状态时，仪器所显示的读数会每三秒钟显示一次，可能会导致在低计数率情况下显示出的辐射水平会存在明显的波动。
光谱仪定标
光谱仪定标光谱仪是一种测量物质光谱的仪器，用于确定物质的成分和浓度。
理论上，光谱仪应当能够准确地测量各种光谱，但是在实际应用中，由于各种原因，光谱仪可能会发生误差。
因此，针对光谱仪的定标是必不可少的过程，下面我们来详细介绍光谱仪定标的相关知识。
一、光谱仪及其应用光谱仪是一种测量物质光谱的仪器，主要包括可见光谱仪、紫外光谱仪、红外光谱仪、质谱仪等。
光谱仪通过分析物质吸收、发射或散射光的能量，得到物质的精确光谱图，并根据光谱图分析物质的组成、结构和浓度等信息。
光谱仪在化学、物理、生物、医学、地质等领域都有广泛的应用。
二、光谱仪定标由于光谱仪的精度和稳定性随时间的推移而降低，因此需要对光谱仪进行定标，以确保光谱仪的测量结果精确可靠。
光谱仪定标的目的是确定测量系统的准确性和可靠性，通常包括对标准物质的测量和系统参数的校准两个方面。
其中，对标准物质的测量是通过对标准物质的光谱进行测量，验证光谱仪的测量结果是否正确；而系统参数的校准则是通过对光源、检测器和光栅等关键组件的校准来保证光谱仪的稳定性和精准度。
三、光谱仪定标的方法1、线性回归法线性回归法是一种基于拟合曲线的光谱仪校准方法。
这种方法需要根据实验数据建立一条适当的回归线，然后根据回归线来计算被测量物质的浓度。
此方法简单易行，但需要适当的数据处理和分析，以建立准确的回归线。
2、内标法内标法是一种通过引入内标物质来校准光谱仪的方法。
内标物质与目标物质具有类似的光谱，可以作为对目标物质的测量结果进行校准。
内标法能够降低测量误差，提高测量精度，但需要事先选择合适的内标物质。
3、样品配制法样品配制法是一种将标准物质与被测物质共同测试的方法。
它通过调整标准物质的浓度和比例，来验证被测物质的浓度。
此方法的优点是简单方便，但是需要高纯度的标准物质，并且需要测量样品平均化。
四、结论光谱仪定标是确保光谱仪精度和稳定性的重要步骤。
各种定标方法的选择需要根据实际需求和可用资源来确定。
成像光谱仪光谱与辐射定标
成像光谱仪的光谱定标和辐射定标的目的是为了确定
遥感传感器的波段中心波长和带宽，以及光谱响应函数，并监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。
光谱定标是通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数
字量化值之间的定量关系。
具体来说，它是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。
辐射定标是建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值
与标准辐射源的定量关系。
它通过各种标准辐射源，如绝对辐射源（如标准辐射源、标准灯）或相对辐射源（如黑体辐射源），在成像光谱仪的入瞳处进行定标，以确定各波段的光谱辐射亮度值。
此外，在遥感数据获取中，专门针对航空遥感尤其是无入机遥感载荷的定标场建设及外场光谱与辐射定标理论方
法研究的缺失，严重影响了航空遥感数据定量化水平。
因此，建设专门的定标场并开展外场光谱与辐射定标理论方法研
究是非常必要的。
总的来说，成像光谱仪的光谱与辐射定标是为了提高遥感数据的准确性和可靠性，是遥感数据获取的重要环节。
斯派克直读光谱仪恒光测试和暗电流实验
如何控测恒光及暗电流实验（M7，DOS操作系统）
B（在Fe-00程序中）：
⑴当激发斑点良好并数据稳定后，重新做标准化（F7），将标准化数据打印并传真过来。
（按F5打印）
⑵用“Alt＋D”和“Alt＋Y”两个组合键，分别做暗电流和恒光测试，Enter（回车）后，按F5打印出来。
⑶用RN13和RN14两个样品各激发两个点后，用“page up”和“page down”（向上和向下翻页键）把显示模式调为“Intensity”（绝对强度）状态，把以上数据按F5打印出来。
2.CAST（在Fe-00程序中）
⑴当激发斑点良好并数据稳定后，重新做标准化（F7），将标准化数据打印出来（按F5）。
⑵用RN16和RN17两样品各激发两个点后，用“page up”和“page down”（向上和向下翻页键）把显示模式调为“Intensity”状态，把以上数据按F5打印出来。
高精度快速光谱辐射计操作规程
4.7自动定标完成后保存定标结果，退出定标菜单，关闭电源，待标准光源冷却后取下标准光源，重新启动HAAS-2000测试软件进行测试，检查测试结果是否与标准灯参数一致，如一致则定标成功，如不一致则应重新定标
5.2操作时必须将积分球球门关紧，以免其它光线射入积分球内导致数据出错
5.3每月对光谱测量系统进行一次并将定标结果记录于记录表
5.4请保持积分球内部的清洁，严禁脚踏及任何形式的清扫
5.5非授权人员不得私自更改软件参数或者移动设备，如遇无法正常操作或其它测试故障，请及时联系设备管理人
文件编号
GM-QA-W-070
深圳市庚明光电科技有限公司
制定部门
品质部
版本
A0
制定
张举
页次
1/2
高精度快速光谱辐射计操作规程
审核
制定日期
2014-4-22
批准
1、目的:
规范光谱测量系统的使用与维护，确保测试人员的安全和测试数据的准确性。
2、适用范围:
本规程适用于光源及成品灯具的测试
3、操作方法及步骤:
3.7点击菜单栏中“文件”命令,再点击“打印”，将打印选为Adobe PDF点击“确定”，将测试结果转换成PDF文档然后点击“保存”，打开文件，将测试结报告打印出来（可在“帮助”转换英文界面，需重启软件）
3.8测试完成，关闭VPS变频电源“Output”开关，从积分球中取出被测灯具，进行下一产品测试，如所有测试灯具均已完成，则依次关闭光谱测试软件、电脑主机、光谱测试仪主机开关、PF9810智能电量测试仪电源开关、VPS变频交流电源开关
3.1根据所测光源选择积分球，测LED灯珠用0.3米积分球，测灯具则选择1.75米大积分球，后续操作方法以1.75米大积分球为例
成像光谱仪星上定标技术
成像光谱仪星上定标技术李晓晖;颜昌翔【摘要】成像光谱仪足同时获取地物图像和光谱信息的新一代光学遥感仪器.星上定标是成像光谱仪光谱图像数据定量化应用的基础.本文阐述了成像光谱仪星上定标的原理,按照星上定标采用的参考标准对星上定标技术进行了分类,介绍了星上辐射定标和光潜定标技术,并展望了成像光谱仪未来发展趋势.最后指出,绝对辐射定标已经成为成像光谱仪星上定标的幕本要求,太阳将逐步代替星上标准灯成为绝对辐射标准.基于不同参考标准的定标方法的综合应用将使星上定标精度和可靠性大人提高.随着定标精度的进一步提高,地而光谱定标装置将逐步空间化,基于探测器的星上辐射定标系统也将逐步得到应用.【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2009(002)004【总页数】7页(P309-315)【关键词】成像光谱仪;星上定标;辐射定标;光谱定标【作者】李晓晖;颜昌翔【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TP73成像光谱仪是同时获取地物图像和光谱信息的新一代光学遥感仪器［1］，可为农作物估产、矿物勘探、资源普查、环境监测等提供新的研究手段。
按照搭载平台的不同，成像光谱仪可以分为星载成像光谱仪和机载成像光谱仪两大类，本文仅讨论星载成像光谱仪。
成像光谱仪的应用以定量化的数据为基础，因此需要对其进行准确定标。
成像光谱仪的定标包括辐射定标和光谱定标两方面。
辐射定标的任务是利用辐射参考标准，建立成像光谱仪的数字化输出与其接收的地面景物辐亮度之间的换算关系。
光谱定标的任务是确定成像光谱仪各光谱通道的光谱响应曲线及中心波长和半宽度。
发射过程中以及在轨运行期间，星载成像光谱仪的光学、结构和电子学部件会发生性能改变，导致实验室辐射定标建立的数字化输出和地面景物辐亮度之间的关系发生改变，同时也会使像面上谱线位置发生改变。
AOTF的高光谱成像光谱仪的辐射定标技术
辐射定标的目的是确定各通道响应的线性和绝 对响应度，最终获取传感器数字输出值与来自辐射标 准源入瞳辐亮度绝对值的关系。光谱仪的灰度值与入 射的光谱辐亮度成近似的线性关系：
ＤＮｌ
Ｇｌ
Ｄｌ
ＤＮ ２
Ｇ２
Ｄ２
●
●
●
。‘（入）＋
（５）
●
●
●
●
●
●
ＤＮｉ
Ｇｊ
Ｄｊ
式中：Ｌ，（入）为第，等级的光谱辐射亮度；ＤⅣ；为在该固
ｐａｎｉｃｕｌ撕ｔｙ ｏｆ ｄｅＶｉｃｅ ｐｅ响丌ｎ蛐ｃｅ， ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｅｍｏｄ ｉｓ ｎｏｔ ｓｏｐｈｊｓｔｉｃａｔｅｄ ｙｅｔ， ａｎｄ ｍｅ
ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ 锄ｄ ｌｏｎｇ也ｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃ ｃａｌｉｂｍｔｉｏｎ ｔｅｃｌｌＩｌｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｎｏｔ ｒｎｅｅｔ ｍｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｔ１１ｅ
摘 要：基于声光可调谐滤波器（ＡＯＴＦ）的高光谱成像光谱仪不同于传统的成像光谱仪，它利用
声光调制的分光原理，在像面上得到空间信息和任意一个波段的光谱信息。但由于其分光原理和分光
器件自身性能的特殊性，辐射定标的方法尚不成熟，辐射定标技术的精度和长期稳定性不能满足遥感
应用的更高要求。结合ＡＯＴＦ高光谱成像光谱仪自身的性能和对辐射定标的要求，提出了基于探测器
ＤⅣ三Ｇ·￡（Ａ）＋Ｄ
（４）
式中：Ｇ是系统的增益系数，由辐射传递系数决定；光
决定。辐射定标只能得到灰度图像与光谱仪人瞳前的
万方数据
第２期
邢辉等：ＡＯＴＦ的高光谱成像光谱仪的辐射定标技术
辐射量之间的关系，因此，对获取的光谱信息则还需 要经过大气传输模型进行辐射校正才能得到目标地 物的真实光谱信息。
光谱仪定性分析 光谱仪是如何工作的
光谱仪定性分析光谱仪是如何工作的光谱仪器的定性分析是指：由于各种元素的原子结构不同，在光源的作用下都可以产生本身特征的光谱。
假如一个样品经过激发摄谱在感光板上有几种元素的谱线显现，就证明该样品中有这几种元素。
这样的分析方法就叫做光谱仪器的定性分析是指：由于各种元素的原子结构不同，在光源的作用下都可以产生本身特征的光谱。
假如一个样品经过激发摄谱在感光板上有几种元素的谱线显现，就证明该样品中有这几种元素。
这样的分析方法就叫做光谱定性分析方法。
光谱仪器用于定性分析方法有以下几种：1.比较光谱分析法：这种方法应用比较广泛，它包括标准试样比较法和铁谱比较法。
标准样品比较法一般适用于单项定性分析及有限分析。
铁谱比较法它不但可以做单项测定还便于做全分析。
2.谱线波长测量法：光谱分析仪器利用谱线波长测量法进行定性分析是先测出某一谱线的波长，再查表确定存在的元素，这种方法在日常分析中很少使用，一般只是在编制谱图或者做仲裁分析时才用。
一般来讲光谱分析仪器定性分析可以分析元素周期表上的70几个元素，但由于受到仪器和光源条件的限制有些元素如非金属及卤族元素等则需要在特别的条件下才能测定。
光谱仪器定性分析的样品可以是多种多样的，所以光谱定性接受的方法各不相同，对于易导电的金属试样可以将试样本身作为电极直接用直流电孤或交流电孤光源分析。
有时为了不损坏试样也可以接受火花和激光显微光源分析。
对于有机物一般先进行化学处理，使之转化成溶液用溶液残渣法测定，也可以灼烧、灰化将试样处理成均匀的粉末装在碳电极孔中用直流电孤或交流电孤光源分析测定。
光谱仪器定性分析的特点是方法简单、速度快、需要样品量少并且任何形式的样品都可以分析。
对于大部份元素都有比较高的灵敏度。
光谱定性分析可以分析试样中一个或几个指定元素，也可以全分析试样中全部可能存在的元素。
依据灵敏线的强弱来判定它们在试样中的大致含量。
光谱定性分析只能给出试样中存在元素、的粗略含量范围，如大量、少量，还是微量。
光谱仪重要参数定义
光谱仪重要参数定义◆CCD电荷耦合器件(Charger Coupled Device,缩写为CCD ),硅基光敏元件的响应范围在短波近红外区域。
◆PDA二极管阵列(Photodiode Array,缩写为PDA)、光电二极管阵列就是由多个二极管单元(象素)组成的阵列,单元数可以就是102,256或1024。
当信号光照射到光电二极管上时,光信号就会转换成电信号。
大部分光电二极管阵列都包括读出/积分放大器一体式的集成化信号处理电路。
光电二极管的优点就是在近红外灵敏度高,响应速度快;缺点就是象元数较少、在紫外波段没有响应。
◆薄型背照式薄型背照式电荷耦合器件(BT—CCD,Back Thinned Charge Coupled Device),采用了特殊的制造工艺与特殊的锁相技术。
首先,与一般CCD相比,硅层厚度从数百微米减薄到20μm以下;其次,它采用背照射结构,因此紫外光不必再穿越钝化层。
因此,不仅具有固体摄像器件的一般优点,而且具有噪声低,灵敏度高、动态范围大的优点。
BTCCD有很高的紫外光灵敏度,它在紫外波段的量子效率可以瞧到,在紫外波段,量子效率超过40％,可见光部分超过80％,甚至可以达到90％左右。
可见,BTCCD不仅可工作于紫外光,也可工作于可见光,就是一种很优秀的宽波段检测器件。
◆狭缝光源入口。
狭缝面积影响通过的光强度。
狭缝宽度影响光学分辨率。
◆暗电流未打开光谱仪激发光源时,感光器件接收到的光电信号。
主要影响因素有温度,电子辐射等。
◆分辨率光学分辨率定义为光谱仪可以分开的最小波长差。
要把两个光谱线分开至少要把它们成象到探测器的两个相临象元上。
分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数。
光栅决定了波长在探测器上可分开的程度(色散),这对于分辨率来说就是一个非常重要的变量。
另一个重要参数就是进入到光谱仪的光束宽度,它基本上取决于光谱仪上安装的固定入射狭缝或入射光纤芯径(当没有安装狭缝时)。
多光谱相机辐射定标方法及原理
在轨辐射定标
◦ 利用同步装载的定标灯等设备，载运行过程中进行，必须 有相应设备支持
现场辐射定标
◦ 发射、飞行前，在室外进行，通常采用太阳作为光源。
场地替代定标
◦ 在运行过程中，利用地球表面大面积均匀目标进行辐射定 标。
其中，实验室定标是所有定标活动的第一个环节，它的 定标结果描述了载荷最基本的工作特性，同时又具有高精度 的特点，其结果是后续其他定标活动的参考和基准。
接下来以本部门要开展的“多光谱相机实验室辐射定标
实验”为例，介绍实验室辐射定标的基本方法和原理。
MiniMCA6六通道多光谱相机
◦ 面阵：1280 x 1024
◦ 波段设置：470nm、550nm、650nm、
690nm、710nm、810nm
◦ 通过前置滤镜控制波段相应范围 ◦ 各个波段成像相对独立：
CMOS传感器x6
入瞳处光谱幅亮度的测量通常采用光谱仪： 本次实验选用设备： SVC-HR1024便携式光谱仪
◦ 测量范围400~2500光学系统的透过特性 传感器的光谱响应特性
◦ 光谱定标得到
吴昊昊 中国科学院光电研究院 对地观测技术应用研究部 2012.8.15
将载荷获取的数据值与实际物理量相对应
相对辐射定标
◦ 统一载荷不同探测源之间的转换尺度
绝对辐射定标
◦ 确定图像灰度值与被测幅亮度之间的对应关系
实验室辐射定标
◦ 一般是相机装载前在实验室进行，通常采用积分球作为目 标，精度高
gf6 多光谱 辐射定标
gf6 多光谱辐射定标
GF6多光谱相机是一款高灵敏度的多光谱相机，可以拍摄多光谱图像，并将其转化为数字信号。
为了保证GF6多光谱相机的测量精度，需要对其进行辐射定标。
辐射定标是一种将相机拍摄到的图像信号转化为物理量（如辐射能量）的过程。
GF6多光谱相机的辐射定标主要包括以下步骤：
1. 暗电流校正：暗电流是相机在无光照射的情况下产生的电流，会导致图像噪声增加。
为了消除暗电流的影响，需要对相机进行暗电流校正。
2. 光响应非均匀性校正：光响应非均匀性是指相机不同像素对光的响应存在差异。
为了消除光响应非均匀性的影响，需要对相机进行光响应非均匀性校正。
3. 光谱响应非均匀性校正：光谱响应非均匀性是指相机不同像素对不同波长的光的响应存在差异。
为了消除光谱响应非均匀性的影响，需要对相机进行光谱响应非均匀性校正。
4. 大气校正：大气校正是指消除大气对相机拍摄图像的影响。
为了消除大气的影响，需要对相机进行大气校正。
5. 辐射定标：辐射定标是指将相机拍摄到的图像信号转化为物理量（如辐射能量）的过程。
为了进行辐射定标，需要使用标准光源对相机进行校准。
通过以上步骤，可以获得GF6多光谱相机的辐射定标参数，并将其应用于实际测量中，以保证测量精度。
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光谱仪辐射定标暗电流
光谱仪是一种用来分析物体辐射谱线的仪器。
它通过将光束分离成不同的波长成分，并测量其强度，可以得到光的频谱分布。
而辐射定标则是光谱仪中非常重要的一个环节，它用于确保光谱仪能够准确地测量光的强度。
在光谱仪工作过程中，暗电流是一个不可忽视的因素。
本文将详细介绍光谱仪、辐射定标和暗电流的相关知识，并一步一步回答与之相关的问题。
第一部分：光谱仪
光谱仪是一种将入射光分解成不同波长成分的仪器。
根据所用的原理和光学元件的不同，可以将光谱仪分为多种类型，如分光光度计、衍射光谱仪、光栅光谱仪等。
1. 为什么需要光谱仪？
光谱仪可以帮助我们了解物质辐射的特性。
不同物质在不同波长的光下会表现出不同的特色光谱线，通过测量这些光谱线的强度，我们可以研究物质的构成、性质和浓度等。
2. 光谱仪的工作原理是什么？
光谱仪的工作原理基于光的分光现象，即将光源发出的连续光束通过光学
元件（如光栅、棱镜或衍射光栅）分解成不同波长的光束。
这些分离出来的光束经过光电检测器测量，得到光的频谱分布。
3. 光谱仪的主要组成部分有哪些？
光谱仪主要由入射光源、光学元件、光电探测器和数据处理系统等组成。
其中，入射光源可以是白光源或单色光源，光学元件用于将光束分解成不同波长，光电探测器用于测量光束的强度，数据处理系统用于处理和分析测量结果。
第二部分：辐射定标
辐射定标是光谱仪中非常重要的一个环节，它是为了确保光谱仪能够准确地测量光的强度。
1. 为什么需要进行辐射定标？
光谱仪的光电探测器需要将测量到的光信号转换成电信号。
为了能够准确测量光信号的强度，需要以已知强度的光源进行定标。
辐射定标可以通过散射标定、反射标定或吸收标定等方式进行。
2. 辐射定标的常用方法有哪些？
辐射定标的常用方法有黄金法、灯光法和参比法等。
黄金法是将一个已知强度的光源放置在固定的距离下，用特定的方法测量光源的强度，并将其作为参考值。
灯光法则是使用一个标准灯光源作为参考，通过测量标准灯光源和待测灯光源的强度，得到比值来确定待测光源的强度。
参比法是通过与已知强度的参考样品进行比较来确定待测样品的强度。
3. 如何进行辐射定标？
辐射定标的具体步骤是先选取一个已知强度的光源，设置好光谱仪的参数，然后将已知光源放置在与待测光源相同的条件下，通过测量已知光源和待测光源的强度来确定待测光源的辐射强度。
第三部分：暗电流
在光谱仪的工作过程中，暗电流是一个不可忽视的因素。
暗电流是光电探测器在无光照射时产生的微弱电流信号。
1. 暗电流对光谱测量的影响是什么？
暗电流会增加光谱仪的背景噪声，从而降低光谱测量的准确性。
因此，在进行光谱测量前，需要将暗电流进行测量并进行背景噪声补偿。
2. 如何测量暗电流？
暗电流可以通过将光谱仪的入射光束屏蔽后，直接测量光电探测器输出的电流信号来得到。
一般情况下，可以使用一个稳定、低噪声的电流放大器进行测量。
3. 如何补偿暗电流？
在光谱测量过程中，可以将测量到的暗电流信号减去背景噪声，得到一个准确的光信号。
这可以通过在测量之前进行背景噪声测量，并将其与测量过程中的信号进行相减来实现。
总结：
光谱仪通过将入射光分解成不同波长成分，并测量其强度，可以得到光的频谱分布。
辐射定标是为了确保光谱仪能够准确地测量光的强度。
暗电流是光谱仪中一个需要特别关注的因素，它会增加背景噪声，降低光谱测量的准确性。
因此，在光谱测量中，需要进行辐射定标，并对暗电流进行补偿，以确保测量结果的准确性和可靠性。