Quest-IR

• Quest-IR 研究包是一個開放的模塊化光譜儀平臺，旨在支持教學和研究.
• 它的開放式結構允許研究人員完全自由地改編和定制光學排布，同時還提供各種各樣的模塊化配件.
• Quest-IR 研究包允許在沒有框架限制和創(chuàng)新限制前提下試驗新的應用程序.
• Quest-IR 開放式體系結構方法可演示光譜學原理的教學，并可靈活的開發(fā)實驗以驗證所學的知識

Quest-IR 特性

• 模塊化：儀器可以通過簡單地更換插件模塊（檢測器，樣品室，望遠鏡，光學器件，紅外源等）來滿足多種應用;
• 緊湊：每個模塊的體積優(yōu)化設計過;
• 穩(wěn)?。好總€模塊均設計為保持出眾性能的情況下進行操作;
• 開放式體系結構：這使學生和研究人員有可能了解現(xiàn)象并完全控制硬件;
• 易于使用：操作直觀 (Thanks to EDGAR-Lite 軟件及其通過已知實驗室軟件提供的開放式訪問);
• 低價：具有專門針對學術市場開發(fā)的價格結構. Quest-IR 能夠滿足您的預算;
  在靈敏度，采集速度，光譜范圍和分辨率方面均具有高性能
• 靈活性和適應性，可以針對特定應用定制您自己的儀器;
• 可配置為光譜儀FTIR，光譜輻射計或帶有可編程濾波器的輻射計.

Quest-IR主要研究領域

• 發(fā)動機輻射特性
• 目標特性
• 大氣探測
• 快速現(xiàn)象研究
• 目標特性和特征抑制
• 表面發(fā)射率
• 化學成分（氣體，固體或液體）的定性和定量
• 光學概念和組件的開發(fā)和驗證
• 制定校準方法和標準
• 組件（光學，激光，探測器，黑體等）的驗證和表征

Quest-IR 傳輸模式下的典型應用

在傳輸模式下transmission mode,Quest-IR主要用于實驗室應用，例如 :

• 氣相分析
• 固體/液體分析
• 固體樣品的反射率
• 等.

為了在該模式下運行, Quest-IR 提供了不同的附件:

?????? 紅外光源(中紅外或近紅外);

• 樣品室;
• 各種紅外探測器，以滿足不同光譜范圍需求;
• Gas cell;
• ATR、液體cell等商用配件的運動接口;
• And .

• 通過使用適合的附件, 我們的FTS模塊將支持化學類和制藥實驗室等各個行業(yè)的許多定性和定量應用.

• ? ?利用這類技術（FT光譜輻射計）在氣象學領域進行了廣泛的研究。

  這些應用對儀器的穩(wěn)定性和輻射精度要求很高，以準確確定光源發(fā)射的能量.

  • 輻射應用通常跟軍事反測量（偽裝、反偽裝等）相關，從而可以表征特定的紅外輻射源.
  • 通過使用適當?shù)呐浼?Quest-IR能夠:
    • 測量高溫氣體源(飛機、車輛、火箭等的發(fā)動機、爆炸物) ;
    • 散逸性排放(秘密毒品實驗室識別，工業(yè)化學蒸氣泄漏遙測.)
    • 發(fā)射率測定（材料/涂料特性）
    • 發(fā)動機輻射特性
    • 目標特性
    • 大氣探測
    • 快速現(xiàn)象研究
    • 目標特征和特征抑制
    • 表面發(fā)射率
    • 化學成分（氣體、固體或液體）的定性和定量
    • 光學概念的開發(fā)和驗證
    • 指定校準方法和標準
    • 組件（光學，激光，探測器，黑體等）的驗證和表征

Quest-IR 軟件平臺和原始數(shù)據(jù)訪問

• • ? Quest-IR 隨附了 EDGAR-Lite 軟件的一個版本, 該工具可完全控制儀器. EDGAR-Lite 用于控制硬件，生成和處理原始數(shù)據(jù)（干涉圖），并自動生成大量派生數(shù)據(jù)產(chǎn)品.
  • Quest-IR模塊還允許研究人員通過其軟件開發(fā)工具（ 如matlab, NETCDF and binary formats and more）訪問原始數(shù)據(jù).

Quest-IR 特性

Interferometer enclosure.

• 干涉儀模塊，使用1550nm的diode激光器作為其計量系統(tǒng);
• 計量組件采用光纖耦合以確保更好的頻率穩(wěn)定性和散熱（供電在主干涉儀外殼外 部）;
• 整個干涉儀組件都裝在鋁制外殼中;
• The housing is sealed at the joint and isolation window at the input/output beam;
• 外殼是密封的，但不是真空或耐壓的;
• 干涉儀外殼可清洗;
• 兩個連接器用于與FTS控制器連接.
• The input/output ports are equipped with adapter flanges compatible to all LR Tech accessories.

干涉儀組件.

• 邁克爾遜干涉儀的2角錐反射鏡安裝在一個“彈性樞軸旋轉臂”擺臂;
• 擺動臂已經(jīng)平衡校準過，允許向任何方向操作;
• 掃描包括旋轉運動，增加單臂的光路的同時，另一只臂則減少. 橫臂由一個音圈驅(qū)動器驅(qū)動，通過參考激光條紋準確控制速度;
• 彈性樞軸旋轉和音圈驅(qū)動提供平滑的擾動，無磨損的長壽命掃描;
• 中心脈沖兩側全路程掃描長度為1cm光程差(0,5cm-1未切趾);
• 掃描模式是向前和向后的雙方向干涉圖;
• The diode laser reference for digital sampling and mirror velocity control passes through optics at opposite edges of the IRbeam;

• 啟動時采用零光程差的白光參考通道，正常掃描時白光關閉;
• 能夠持續(xù)固定并準直的單板分束器可以分離和組合表面垂直分離的光束，這是雙輸入和雙輸出的光束，其直徑為立方體角鏡直徑的一半;

• 光束停止時的標稱光束直徑為 72 cm;
• 當光束默認在立方體角反射器頂點處停止時，max光束發(fā)散角全角度為60毫弧度;
• 具有BBAR涂層的輸入和輸出ZnSe窗口 (傳輸效率大于> 96% from 667 to 5,000 cm-1;

干涉儀參數(shù):

?光譜范圍:

• • 分束器:
    • Kbr 分束器: 500 to 5000 cm-1
    • ZnSe: 650 to 14,000 cm-1 (用適當?shù)奶綔y器配置);
  • 光闌處的標稱光束直徑: 2.72 cm.
  • max光束發(fā)散角為60毫弧度;
  • 光譜采樣: 0.5 cm-1;
  • diode激光計量系統(tǒng)（用于數(shù)字采樣和鏡速控制）安裝在

預先對準的組件上，易于更換;

• 光譜精度: 0.02cm-1
• 采樣率(激光條紋率: 100 kHz);
• 光通量: 0.00805 sr cm2
• 啟動時使用白光零光程差參考通道來定義ZPD位置和采樣窗口, 正常掃描過程中白燈關閉.
• 帶減壓呼吸器的外殼，用于壓力平衡;
• – 工作溫度范圍：-10至45°C. 系統(tǒng)將從過熱狀態(tài)恢復到50°C，然后冷卻到-15 °C

FTS 控制器

FTS controller控制器能夠控制干涉儀參數(shù)，包括:

• 分辨率設置;
• FTS 重置(初始化);
• 掃描速度選擇;

調(diào)制器和計算機控制之間的通信鏈路基于以太網(wǎng)連接上的TCP/IP協(xié)議；包括調(diào)制器及其電子設備的電源模塊.

掃描速度是固定的，并進行了相應設置以獲得100kHz的條紋速率. 掃描速度性能如表1所示.

The Quest-IR your launch pad to the industry

Same family software platform as our commercial product line; EDGAR-Lite

• 以OEM為基礎提供的產(chǎn)品組件和附件，用于研究人員將來開發(fā)的應用程序的潛在部署
• 開發(fā)特定和定制應用程序的開放平臺
• 配置的靈活性使研究人員能夠充分發(fā)他們的揮想象力
• 適應性；易于與任何定制開發(fā)相連接
• 堅固性、穩(wěn)定性和模塊化

? VSR-OEM是一個中/近紅外干涉儀模塊，其光譜范圍為650-14000 cm-1（15微米到0.7微米），并配有匹配的探測器（未提供）。它的光學元件由ZnSe（非吸濕）制成，具有雙輻射源輸入/輸出端口。掃描速度可根據(jù)觀察到的場景由用戶選擇，通過配置可以更好的匹配應用需求（增加靈敏度）

干涉儀組件.

• 邁克爾遜干涉儀的2角錐反射鏡安裝在一個“彈性樞軸旋轉臂”擺臂;
• 擺動臂已經(jīng)平衡校準過，允許向任何方向操作;
• 掃描包括旋轉運動，增加單臂的光路的同時，另一只臂則減少。橫臂由一個音圈驅(qū)動器驅(qū)動，通過參考激光條紋準確控制速度。;
• 彈性樞軸旋轉和音圈驅(qū)動提供平滑的擾動，無磨損的長壽命掃描;
• 中心脈沖兩側全路程掃描長度為1cm光程差(0,5cm^-1未切趾);
• 掃描模式是向前和向后的雙方向干涉圖.
• He-Ne激光束，用于數(shù)字采樣和鏡速控制，其穿過紅外光束相對的方向;
• 啟動時采用零光程差的白光參考通道，正常掃描時白光關閉;
• 能夠持續(xù)固定并準直的單板分束器可以分離和組合表面垂直分離的光束，這是雙輸入和雙輸出的光束，其直徑為立方體角鏡直徑的一半;
• 光束停止時的標稱光束直徑為2.5厘米;
• 當光束默認在立方體角反射器頂點處停止時，max光束發(fā)散角全角度為60毫弧度。;
• 內(nèi)置對角鏡以將輸出光束向上反射90度;

FTS控制器:

• 干涉儀安裝了氦氖激光器，并對準腔體;
• 干涉儀含有2個音圈驅(qū)動器;
• 控制電子設備為用戶提供了選擇掃描速度，掃描窗口以及采樣觸發(fā)之間的距離的功能;
• 采樣觸發(fā)，采樣窗口和方向信號可提供對應外部接口;
• 掃描速度可由用戶選擇;
• 提供電源;

干涉儀參數(shù):

• 光譜范圍: 650 to 14,000 cm^{-1 (}用適當?shù)奶綔y器配置);
• 單板ZnSe分束器(自補償);
• 光闌處的標稱光束直徑: 2.54 cm;
• max光束發(fā)散角為60毫弧度;
• 光譜采樣: 0.5?cm^-1;
• HeNe激光計量系統(tǒng)（用于數(shù)字采樣和反射鏡速度控制）安裝在預先對準的組件上，便于更換;
• 計量精度: 2ppm (光譜精度: 0.0004cm^-1);
• 采樣率 (激光條紋率：可選50khz, 100?kHz and 375Khz) 通過計算機選擇);
• 光通量: 0.00805 sr cm²
• 啟動時使用白光零光程差參考通道來定義ZPD位置和采樣窗口, 正常掃描過程中白燈關閉;
• 工作溫度范圍：-10至45°C，帶有適當?shù)拿芊馔鈿r（未提供）。 系統(tǒng)將從過熱狀態(tài)恢復到50°C，然后冷卻到-15 °

FTS Controller specifications:

• 高達6Mhz的全數(shù)字化計量信號(過采樣模式2個樣本/激光條紋);
• 允許采集多達1/4的激光條紋;
• 提供3種優(yōu)化的掃描速度（請參閱VSR速度表）;
• 鏡速穩(wěn)定性:
  • 5% rms at 375KHz
  • 1% rms at <50KHz
• 通訊接口: 基于命令行的RS232 (已經(jīng)配備模塊);

VSR Speed table:

?其他項目和功能.

• 操作手冊.
• Tool kit (Allen key set).

注意：請注意，模塊包括紅外探測器和邁克爾孫干涉儀，此模塊不包含任何采集系統(tǒng)。 該模塊在受保護的運輸箱中交付.??

LR Tech大面源黑體在整個光譜范圍內(nèi)擁有高發(fā)射率和良好特性. 它的表面由70多個小的圓錐金字塔組成，與傳統(tǒng)的擴展平面黑體相比，具有更高的發(fā)射率。它有自己的發(fā)射率證書和報告，并顯示光譜波段分布。

校準源包含在一個緊湊的外殼內(nèi)，外殼重量為1.1kg（2.4 lbs.）。它的控制器是完全集成，使該黑體可靈活滿足各種應用場景，同時提供一個實驗室級別的準確性。

此外，黑體還內(nèi)置軟件，允許它與LR-Tech光譜輻射計接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，并將所有校準和實驗數(shù)據(jù)保存在EDGAR2軟件包提供的數(shù)據(jù)庫中。

B-100TE 黑體校準源的溫度范圍從環(huán)境溫度-5°C到+100°C，讀數(shù)精度為±0.5%。黑體內(nèi)置精密熱敏電阻（10K）溫度傳感器，精度高，重復性好。溫度控制器使用工業(yè)標準PID算法將發(fā)射器溫度控制在±0.5°C以內(nèi)。黑體發(fā)射器機制使用電阻加熱裝置，提供長壽命、短穩(wěn)定時間和穩(wěn)定溫度控制。

B-100TE

高溫高發(fā)射率大面源黑體

LR Tech提供的大面源系列黑體，在發(fā)射率和均勻性方面具有優(yōu)異的性能，同時保持了長期的溫度穩(wěn)定性。它的計算機接口允許一種簡單的方式來監(jiān)控和存儲用于校準其他光學設備的相關黑體性能參數(shù)。它緊湊而堅固的設計使其成為實驗室和現(xiàn)場應用的校準工具。

B-500HE-10 10cm X 10 cm high temperature extended area blackbody

B-500HE-20?20cm X 20 cm high temperature extended area blackbody

B-500HE系列是高溫大面源黑體，它提供了一個很好的精度，同時在超過90%的發(fā)射表面積提供了一個非常好的均勻性（5%以內(nèi)）。

我們的黑體也提供了它發(fā)射率的光譜特征，并附有它自己的證書。它的穩(wěn)定性和均勻性是由附加的蓄熱體（獨立界面）保持的，蓄熱體是由它自身加熱并與發(fā)射板良好耦合的。從而比傳統(tǒng)黑體更穩(wěn)定和均勻。

它的控制器結構緊湊，使用方便，直接與模塊結合，簡化了設置所需的空間。

控制器自帶接口，允許直接從其內(nèi)置接口進行配置。為了便于在計算機和/或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡上使用，還集成了rs232/usb接口。還提供了一個可選的軟件包，允許直接從LR Tech的Edgar2軟件庫下讀取采集的數(shù)據(jù)。

地基超光譜紅外干涉儀是大氣探測裝備測試評估與應用平臺中的重要設備，將用于支撐光電性能測試系統(tǒng)中對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定，用于真實性檢驗分析評估系統(tǒng)中獲取高時間分辨率邊界層大氣廓線、大氣成分信息，研究衛(wèi)星輻射數(shù)據(jù)校正方法。

地基超光譜紅外干涉儀又名傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計,地基傅立葉變換高光譜儀，它是大氣探測裝備測試評估與應用平臺中的重要設備，將用于支撐光電性能測試系統(tǒng)中對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定，用于真實性檢驗分析評估系統(tǒng)中獲取高時間分辨率邊界層大氣廓線、大氣成分信息，研究衛(wèi)星輻射數(shù)據(jù)校正方法。

基本信息

型號 ASSIST II

主要研發(fā)人 William L. Smith, Sr

產(chǎn)品名稱 地基光譜儀 ?紅外光譜輻射計? 地基傅立葉變換高光譜儀（用于大氣探測）

LR TECH公司LUKE先生安裝地基光譜儀ASSIST II

國內(nèi)使用單位 遙感科學國家重點實驗室（中國科學院遙感與科學地球研究所）地理信息科學教育部重點實驗室（華東師范大學）

原理

地基超光譜紅外干涉儀利用傅里葉變換紅外光譜技術（FTIR）,該技術是20 世紀80年代興起的新光譜學方法，屬于遙感型應用。叉骨式干涉儀（米克爾遜原理），將干涉信號變換為光譜信息。利用分子結構的不同，獲得不同物質(zhì)的分子振動光譜及轉動光譜，對照數(shù)據(jù)庫來定義未知物的成分。目標及場景的紅外輻射進入到干涉儀系統(tǒng)，將干涉信號準直輸入到紅外探測器（雙探測器MCT和InSb）組件后將原始數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)傅里葉變換為未標定的光譜數(shù)據(jù)；此時，數(shù)據(jù)只是相對值，經(jīng)高精度黑體模塊（提供準確的溫度數(shù)據(jù)）獲得準確的輻射亮度數(shù)據(jù)或目標溫度數(shù)據(jù)。再與數(shù)據(jù)庫對比獲得定性及定量數(shù)據(jù)。 任何物質(zhì)內(nèi)部的分子結構都有對應的光譜特征。而紅外光譜是大氣中各種氣體的特性表征，如：水汽，二氧化碳，各種有機物等。通過儀器對各種氣體物質(zhì)的紅外輻射，獲得它們的光譜信息，通過吸收峰的波長及吸收度，通過標準定標，就可以有效地獲得相關數(shù)據(jù)

功能

地物大氣光譜數(shù)據(jù)；反演對流層大氣數(shù)據(jù)，反演衛(wèi)星地面站定標，修正衛(wèi)星低空數(shù)據(jù)

用途

觀察大氣中水蒸氣，二氧化碳，有機物，氣溶膠，微小沙塵等密度分布。

傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計是大氣探測裝備測試評估與應用平臺中的重要設備，將用于支撐光電性能測試系統(tǒng)中對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定，用于真實性檢驗分析評估系統(tǒng)中獲取高時間分辨率邊界層大氣廓線、大氣成分信息，研究衛(wèi)星輻射數(shù)據(jù)校正方法。

（1）利用高光譜/超光譜信息進行大氣測量是大氣探測技術發(fā)展的重要趨勢，傅立葉變換技術在紅外高光譜分析方面有著明顯的優(yōu)勢，利用此類設備可以獲得紅外波段高光譜輻射數(shù)據(jù)對紅外光譜探測設備進行量值傳遞和標定。

（2）紅外高光譜傅里葉變換技術對于平流層和對流層中存在的氣體，如一些重要的氣體CO2、CH4、CO、HCl、HF 和HNO3 等的研究提供了有效的手段，該技術利用太陽光作為紅外吸收/發(fā)射光源，可直接、迅速獲取大量常規(guī)手段難以得到的大氣成分信息。利用此類設備可以對溫度、水汽、臭氧廓線及大氣成分含量的反演方法、測量手段進行研究。

（3）衛(wèi)星輻射數(shù)據(jù)受到邊界層云、氣溶膠以及地表溫度和空氣溫度差異較小等因素的影響，在邊界層的測量準確性需要進行校正。目前國內(nèi)這方面工作處于起步階段，該設備可以獲取500~5,000 cm-1光譜范圍的高分辨率的數(shù)據(jù)，為研究衛(wèi)星輻射數(shù)據(jù)校正方法提供了研究基礎。

(4)測量物體發(fā)射率，因為ASSIST內(nèi)置高溫黑體和低溫黑體，所以可以直接測量物體發(fā)射率，無需外置黑體比對來獲得發(fā)射率。

主要技術指標

1 光譜范圍： 500cm-1 – 5,000cm-1

2 光譜分辨率：可達0.7cm-1（未切趾）

3 數(shù)據(jù)采集率：32KHz-1000KHz(計算機設定)

4 Edgar采集，處理軟件

ASSIST II將中紅外光譜儀系統(tǒng)集成到一起，可以自主分析溫度/濕度和地面發(fā)射的測算。系統(tǒng)配置緊湊，方便安裝，并提供其他的通信網(wǎng)關接口。該儀器可以有效的獲取典型地物的比輻射率波譜，將提高地表溫度與比輻射率的遙感真實性檢驗的可信度和準確度，提高地表能量平衡估算的精度。

結構組成

ASSIST II 傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計包括：

雙臂傅里葉變換干涉儀，配備立方角鏡：
DET-2M2 紅外探測器組件雙色檢測器組件覆蓋整個紅外區(qū)間；
光譜范圍： 500到 5,000cm-1。光譜分辨率： 可達0.7 cm-1（未切趾處理）；
斯特林制冷， 77K條件下工作。
含 AFT光路系統(tǒng) f#3.5;密封，準直系統(tǒng)

數(shù)字化 FTS控制器及采集系統(tǒng)；

軟件包含 GUI及輻射計量處理工具

BBYCAL-M2 定標模塊輻射定標模塊包括： 2個高發(fā)射率黑體； 2通道黑體控制器（ BC-232C）, 和物鏡及總控制器

EDGAR-SOFT 輻射計量軟件包實時記錄，反演地物或大氣輻射輪廓信息。可預編程序用于采集實驗數(shù)據(jù)過程

ENCL-2 儀器環(huán)控系統(tǒng)： ?完整的密閉艙室 ?自動艙口及控制器 ?遙控系統(tǒng)各部分耗電分布溫度，氣流控制，可使儀器在惡劣條件工作 (-10C° to +40C°)

國內(nèi)相關設備及主要差距

干涉式野外探測光譜儀是高精密光、機、電一體設備，制造加工工藝復雜，需要豐富的工程制造經(jīng)驗和較高的工藝水平。光學模塊包括前端成像系統(tǒng)、干涉儀、后端聚焦系統(tǒng)及探測系統(tǒng)等，其中干涉儀加工工藝復雜，是光學模塊的核心部件，另外探測器也是本系統(tǒng)中很重要的部件，這兩者的優(yōu)劣直接關系到所采集光學信號質(zhì)量的好差。在干涉儀的制作過程中，需要具有相當經(jīng)驗的光學機械工程師才能制造出較好的干涉儀。國產(chǎn)光譜儀之所以性能差，很大一部分受制于干涉儀的加工制作水平。

目前國內(nèi)沒有成熟的傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計。北京瑞利光學儀器廠進行研究試制過傅里葉變換紅外光譜，但其加工制作水平只能滿足一般的實驗室和教學使用，無法滿足野外探測使用的要求。另外，作為另一重要部件的探測器，國內(nèi)生產(chǎn)的探測器靈敏度不夠，不能滿足野外探測所需的性能指標要求。

根據(jù)國內(nèi)相關單位的截止2020年研究進展，將相關指標與國外主要廠商的野外廠商的產(chǎn)品比較如下：

國內(nèi)研究水平 國外主要廠商水平

光譜分辨率 要達到1cm-1，體積會增大 基本都達到1cm-1

光譜精度?? 一般 較好

光譜穩(wěn)定度? 一般 較好

二次曲面加工精度 接近國外主流廠商水平 稍好

探測器靈敏度（以InSb為例） 109—1010量級 1010—1011量級，基本比國內(nèi)高一個量級

探測器穩(wěn)定性 一般 較好，測量周期內(nèi)穩(wěn)定性好

掃描速度 較慢 比較快

點擴散線型 一般 較好

光通大小 差不多 差不多

整體結構設計 設計一般 結構緊湊，空間利用率高

重量 較笨重，單臺套研制居多，沒有形成商業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)化設計 比國產(chǎn)輕，操作方便

數(shù)據(jù)采集 由于國內(nèi)高速A/D和FPGA方面同樣收支與國外，數(shù)采這一塊與國外亦有差距 較好

操作軟件開發(fā) 單套開發(fā)，人機界面無友好性可言 商業(yè)化、軟件成熟、功能全面、界面友好

數(shù)據(jù)后處理 較復雜，需編程解決 較方便

光學結構及特性

設計要求

使用場合: 野外輻射目標

光譜范圍: 1～3Lm ; 3～5Lm; 8～14Lm

分光方式: 波段帶通或窄帶分光（分光原理與LR-TECH不同）

目標距離: ≥3m

采樣直徑: ≥5 35mm ( 5m 處)

目標系統(tǒng): 無視差方式

設計思路

( 1) 野外便攜使用, 光學結構應當盡可能緊湊; 為兼顧紅外窄帶分光, 要提高能量的 利用, 使用盡可能少的光學元件。

( 2) 為適應 1～14um 的光譜范圍, 同時爭取盡可能好的像質(zhì), 采用反射式非球面光 學系統(tǒng);

( 3) 采用移動物鏡滿足目標對焦;

( 4) 采樣直徑根據(jù)探測器及光路設計統(tǒng)一考慮;

( 5) 目標系統(tǒng)與探測器主光路使用同一物鏡以消除視差。

光學結構只是紅外光譜輻射計中的一個重要組成部分, 影響整體性能的因素還有很多。在紅外光譜輻射計的研制工作中, 有以下問題同樣需要給予足夠的重視:

( 1) 關于紅外漸變?yōu)V光片( CV F) 的準確標定, 尤其要注意 CVF 中三片濾光片存在一 定波長范圍的斷點, 要采用插值及數(shù)值逼近等工程數(shù)學方法解決。

( 2) 關于調(diào)制形式的選取及調(diào)制頻率的確定。

( 3) 關于紅外探測器前置放大器的選擇、工作點及其增益的確定, 關于紅外光伏型探測器偏置電源的選擇。

( 4) 紅外探測器的選擇應估計入射輻射能量的量級, 核算紅外探測器的噪聲等效功率 NEP 及探測率 D * 。所選探測器的時間常數(shù)應小于目標變化的時間間隔, 探測器的時間常數(shù)應遠小于調(diào)制信號的周期。也應注意紅外調(diào)探測 器敏感元的適合面積 的確定、測量系統(tǒng)像差與衍射、線性工作范圍、窗口位置、降低背景噪聲等方面。

( 5) 參考背景或參考溫度的確定。

( 6) 鎖相放大器的品 質(zhì)因數(shù) Q 值 的選取, 鎖相放大器閉環(huán)應用時間同步頻率的獲取方式。

( 7) 采取減 少輻射干擾、防震、屏 蔽、信號傳輸電纜的連接等方面的措施。

為什么選擇LR Tech VSR傅立葉變換遙感多用途紅外光譜輻射計？請看以下信息：

基本信息

產(chǎn)品名稱 紅外光譜輻射計
產(chǎn)品別名?傅里葉變換紅外遙感光譜輻射計 光譜輻射計 紅外光譜輻射計
制造商 LR TECH
生產(chǎn)地 加拿大魁北克
型號：VSR

核心部件

邁克爾孫干涉儀

原理

被測目標的紅外輻射首先通過鏡頭進入邁克爾孫干涉儀，干涉儀對這些入射光進行干涉和調(diào)制，探測器通過光電反應將干涉信號轉變?yōu)殡娦盘?，通過對電信號的A/D轉換和信號處理實現(xiàn)傅里葉變換，從而得到光譜圖。

VSR邁克爾遜傅立葉變換紅外光譜輻射計原理示意圖

本圖顯示出紅外輻射信號轉變?yōu)楣庾V信號的過程

設備構成

相對于其他原理輻射計的優(yōu)勢

目前的光譜儀有棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和傅里葉變換光譜儀。棱鏡和光柵法都會造成入射光的損失，而傅立葉的核心部件邁克爾遜干涉儀的光路無任何遮擋跟散射。因此傅立葉變換擁有高通量的優(yōu)點，對于微弱的信號也能做出反應。他的響應靈敏度比前兩種要高出幾個數(shù)量級。并可以多通道同時測量。

特點

?高速、運行穩(wěn)健.?? The VSR的全面結構允許任意方向的操作，內(nèi)置振動儀表。軟件 可以選擇三種速度 。請看本文下部的Table 1,

?強大的望遠鏡選項。 VSR現(xiàn)場視圖可以通過望遠鏡上的一個簡單開關調(diào)節(jié)。見下面的圖1。校準直光束接口,無需校正。

?良好的可用性和現(xiàn)場支持。 VSR提供了廣泛的總務數(shù)據(jù)記錄（溫度和電壓），以及內(nèi)置可實現(xiàn)遠程訪問的TCPIP。只需將VSR連入互聯(lián)網(wǎng)，LR Tech專家就可進行健康監(jiān)測，并在幾分鐘內(nèi)獲得準確的診斷。

?友好的軟件系統(tǒng). EDGAR 軟件可以實時簡化對輻射，輻射度，亮度和溫度的驗證。這種全腳本編寫的軟件允許自動化的任務，并能提高效率。我們提供基本的腳本。 EDGAR支持多種行業(yè)標準格式，包括Matlab，NETCDF，16位和32位的二進制格式。

邁克爾遜干涉儀的特點

雙輸入雙輸出 邁克爾遜干涉儀具有正弦調(diào)制波長依賴性。如果所有波長干涉零光程差（ZPD），峰值強度被記錄在這個位置，即所謂的干涉ZPD脈沖串，如下圖所示。遠離ZPD，得出各個階段的波長和解決一半左右的輸入光（目標輻射）。由于干涉儀不能生成，也不刪除的光，在輸出端2的信號是在輸出1的信號的補充，所以等于原來的量的能量的總和。

盡管干涉逆轉，所有的能量可以被VSR紅外遙感多用途光譜輻射計特色裝備探測器所裝備的每個輸出端口利用。因為對稱性的，該儀器還設有另外一個輸入端口（輸入2）。參考溫度控制，在高發(fā)射率的情況下，VSR是用來提供一個穩(wěn)定的信號（參考輻射率）。該光由干涉儀調(diào)制，該調(diào)制信號被添加到場景信號（紅色）。既然它是非常穩(wěn)定的，此信號在輻射測量的校準過程中期間會被移除，只有從現(xiàn)場的信號產(chǎn)生。

The LR Tech VSR: Best in class specifications

用途

用 LR Tech VSR 技術可以測量什么?

任何對象發(fā)出或反射的電磁能量能夠表征其溫度和其化學成分。 VSR可以在一個遠距離的安全位置觀察目標，并能根據(jù)光譜特征和時間戳記提供準確的測量。分析這個輻射的特征有助于研究目標對象的化學和物理性能。當與表征工作相結合，輻射簽名可以幫助識別目標。

1.目標特性和鑒別 化學氣體檢測 大氣探測

2.目標特性和特征抑制及表面發(fā)射率

用VSR來測量目標的發(fā)射率有三種方法：

A.測量黑體比對法（被測目標與黑體同溫度）

B.反射法（無需知道被測物體的溫度）

C.用金色板比對法

3.軍事目標特征的專業(yè)測量

4.火箭羽流特征分析及超高速現(xiàn)象研究

工作參數(shù)

輻射計量性

光學指標

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