一种aotf成像光谱仪光谱定标方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学特性领域，尤其涉及一种AOTF成像光谱仪光谱定标方法。
【背景技术】
[0002] 定量化遥感是对遥感器收集到的光辐射数据进行定量反演，并建立相应的测算与 识别数值模型的过程，成像光谱仪是定量遥感理论的技术基础，特别是高光谱遥感综合，其 利用了空间分辨率和光谱分辨率，从而不仅可以得到各狭窄谱段的地面图像，还可以得到 地面上每个分辨元的光谱曲线，通过获取目标的影像信息和光谱信息，形成信息的数据立 方体。
[0003] A0TF(声光可调谐滤光器，Acousto-Optic Tunable Filter)成像光谱仪是以AOTF 晶体作为分光元件的成像光谱仪，具有波段任意可调以及光谱响应函数形式不同于其他类 型成像光谱仪的特点。由于分光器件的不同，传统的利用高斯函数进行光谱响应函数拟合 的方法无法精确地对AOTF成像光谱仪进行定标。
[0004] 因此，现有技术中需要一种由于光谱定标方法不合适导致无法精确地对AOTF成 像光谱仪进行定标的问题的解决方案。
【发明内容】
[0005] 本发明的实施例提供了一种AOTF成像光谱仪光谱定标方法，从矢量失配的角度 分析AOTF成像光谱仪空间方向的角度特性，获取AOTF成像光谱仪的精确光谱响应函数 形式，从而确定AOTF成像光谱仪光谱定标过程用于拟合的光谱响应函数，提高光谱定标精 度。
[0006] 根据本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法，所述方法包括：
[0007] S1、获取不同入射光角度下发生偏振时的波矢量失配
[0008] S2、依据与不同入射光角度对应的波矢量失配巧,按照公式1对AOTF成像光谱仪 的参数进行拟合，获取AOTF成像光谱仪的光谱衍射效率曲线H，作为AOTF成像光谱仪的光 谱响应函数，
[0010] 式中，L为AOTF成像光谱仪的声光互作用距离，Δ k为波矢量失配巧的模。
[0011] 优选地，步骤Sl具体为：
[0012] S111、获取不同入射光角度下发生偏振时的入射光波矢f、衍射光波矢^和声波 矢I;
[0013] S112、针对任一入射光角度，根据入射光波矢ξ、衍射光波矢私和声波矢I.,按照 公式2确定与入射光角度对应的波矢量失配ΔΑ，
[0017] 式中，Θ为入射光角度，λ为衍射光波长，f为超声波频率，Δ η为AOTF晶体的双 折射率，Θ 3为声波矢角度，V为AOTF晶体内声波的速度。
[0018] 优选地，步骤Sl中，获取任一入射光角度下发生偏振时的波矢量失配豆具体为：
[0019] S121、在全谱段范围内扫描AOTF成像光谱仪的驱动频率，获取AOTF成像光谱仪的 图像DN值随驱动频率的变化曲线；
[0020] S122、基于所述图像DN值随驱动频率的变化曲线以及光谱定标光源的光谱曲线， 确定驱动频率与衍射光波长之间的第一对应关系；
[0021] S123、针对每一个衍射光波长，根据第一对应关系确定与衍射波长对应的驱动频 率范围，并在驱动频率范围内进行精确扫描，获取与衍射光波长对应的驱动频率；
[0022] S124、根据衍射光波长及与其对应的驱动频率，确定入射光角度下发生偏振时的 波矢量失配SE
[0023] 优选地，根据本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法进一步包括：
[0024] S3、对获取的AOTF成像光谱仪的光谱响应函数H进行误差分析与不确定度计算。
[0025] 本发明实施例的AOTF成像光谱仪光谱定标方法，获取不同入射光角度下发生偏 振时的波矢量失配依据与不同入射光角度对应的波矢量失配M，按照公式1对AOTF 成像光谱仪的参数进行拟合，获取AOTF成像光谱仪的光谱衍射效率曲线H，作为AOTF成像 光谱仪的光谱响应函数。本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法，通过从矢量失配的角度 分析AOTF成像光谱仪空间方向的角度特性，获取AOTF成像光谱仪的精确光谱响应函数H， 能够提高光谱定标精度，有利于更精确分析成像光谱仪遥感探测所获取数据立方体信息的 可靠性，为地物光谱曲线的准确获取与光谱特征的精确分析提供支撑。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法的流程图。
[0027] 图2为本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法的原理图；
[0028] 图3为本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法的矢量失配示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实 施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为 了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以 实现本发明的这些方面。
[0030] 本发明通过从矢量失配的角度分析AOTF成像光谱仪空间方向的角度特性，获取 AOTF成像光谱仪的精确光谱响应函数H，能够提高光谱定标精度，有利于更精确分析成像 光谱仪遥感探测所获取数据立方体信息的可靠性，为地物光谱曲线的准确获取与光谱特征 的精确分析提供支撑。
[0031] 为了应对由于光谱定标方法不合适导致无法精确地对AOTF成像光谱仪进行定标 的问题，本发明提供了一种AOTF成像光谱仪光谱定标方法的实施例，如图1所示。
[0032] 根据本发明的实施例，AOTF成像光谱仪光谱定标方法的流程起始于步骤S1。
[0033] S1、获取不同入射光角度下发生偏振时的波矢量失配力^
[0034] 图2示出了本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法的原理图。1为AOTF晶体，2 为声波行波场，3为换能器，4为可调射频源，5为吸声体，6为入射复色光，7、8分别为衍射的 正交单色光，9为零级光，10为挡光板。当声波在各向同性介质中传播时，传播介质的折射 率由于受到应变的调制会产生周期性变化，因而传播介质相当于一个相位光栅。当光通过 介质时将发生衍射，如果介质的折射率与光的传播方向和偏振状态无关，我们把这种入射 光折射率Iii和衍射光折射率n d相等的声光作用称为正常的（或各向同性的）声光相互作 用。但是在一定条件下，声光相互作用会使光的偏振状态发生变化，此时叫辛n d，我们称这 种作用为反常的（或各向异性的）声光相互作用。两者统称为参量的相互作用过程，声光 效应可由非线性极化矢量与应变之间的关系来描述。
[0035] AOTF成像光谱仪是利用AOTF晶体作为主要分光器件的成像光谱仪，通过分析 AOTF的角度特性，可以得到AOTF成像光谱仪的光谱响应函数形式。
[0036] 图3示出了本发明的AOTF成像光谱仪光谱定标方法的矢量失配示意图。光通过 AOTF晶体的时候发生反常布拉格衍射，入射光波矢