一種基于LED的高亮度低雜散光單色可調諧光源系統，涉及光電測試技術領域，解決傳統基于單色儀的光譜響應度測試在測試過程中，寬譜段雜光通量對光源亮度低以及光譜響應弱波長位置測試誤差比較大的問題，包括準單色LED照明光源、單色儀模塊、準直系統、標準探測器以及控制系統；所述準單色LED照明光源經單色儀模塊出射準單色光，準單色光經準直系統輸出準直平行光，標準探測器實時監視準直系統出光口處的光譜輻射照度；準單色LED照明光源由準單色LED模塊、散熱模塊和一維線性導軌組成；準單色LED模塊由多種準單色LED燈珠和鋁基板組成，本發明采用LED準單色光作為單色儀輸入，準單色光的光譜半峰值寬度為20nm～50nm，相比于溴鎢燈700nm全譜段，所形成的雜散光大大降低。

技術領域

本發明涉及光電測試技術領域，具體涉及一種高亮度低雜散光的單色可調諧準直光源系統，實現可見近紅外(380nm～1050nm)波段光電成像器件的光譜響應度測試。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，CCD、CMOS等光電成像器件現已廣泛應用于工業、農業以及航天等各個領域。光電成像器件的光譜響應指標描述了光電成像器件響應輸出與輻射波長之間的關系，包括相對光譜響應度、起始波長、峰值波長以及終止波長，其作為光電成像器件的重要技術指標，不僅決定光電成像器件的探測目標的種類(不同目標的響應波段不一樣)，還作為輻射性能標定的輸入條件，關系到絕對輻射定標系數的計算，從最終影響定量反演的精度，可以說光譜響應度參數是器件甄選、應用系統設計與性能評估的重要參考之一。

CCD光譜響應測試也叫光譜定標，常采用單色可調諧光源來實現，單色可調光源包括波長可調諧激光器和基于單色儀的波長可調諧光源。單臺波長可調諧激光器光譜范圍一般覆蓋幾十納米，很難覆蓋可見光近紅外譜段，另外波長可調諧激光器價格非常昂貴，因此實驗室的CCD光譜響應測試常采用基于單色儀的光譜可調諧光源完成。單色儀法最常采用的定標光源為色溫3000K溴鎢燈寬譜段光源，理論上，溴鎢燈寬譜段光輻射經過單色儀在單色儀出光口處產生單色輻射通量P(λ)如(1)式所示:

式(1)中，F為單色儀的F數，AD為單色器出射狹縫能夠接收到的有效面積，L(λ)為溴鎢燈的入射光譜輻亮度，T(λ)為單色儀光學元件的光譜透過率，η(λ)為單色器光譜衍射效率，Δλ為單色儀光譜分辨率。

實際使用過程中，在波長λ處的CCD像元上存在正常光路產生的單色輻射P_Cal(λ)以及附加的雜散輻射通量ΔP_Cal，輻射定標時CCD像元上產生的總光譜輻射通量為兩者之和P′_Cal(λ)，如(2)式所示：

P′_Cal(λ)＝P_Cal(λ)+ΔP_Cal (2)

式(2)中，

P_Cal(λ)的輻射通量是準單色光通量，而雜散光通量ΔP_Cal是全譜段積分通量，雜散光對于響應比較的測試不確定度大大增加。此外3000K溴鎢燈在短波處亮度偏低，雜散光對該波長的光譜響應測試誤差亦偏大。

發明內容

本發明為了解決傳統基于單色儀的光譜響應度測試在測試過程中，寬譜段雜光通量對光源亮度低以及光譜響應弱波長位置測試誤差比較大的問題，提出一種基于LED的高亮度低雜散光單色可調諧光源系統。

一種基于LED的高亮度低雜散光單色可調諧光源系統，包括準單色LED照明光源、單色儀模塊、準直系統、標準探測器以及控制系統；

所述準單色LED照明光源經單色儀模塊出射準單色光，所述準單色光經準直系統輸出準直平行光，所述標準探測器實時監視準直系統出光口處的光譜輻射照度；

所述準單色LED照明光源由準單色LED模塊、散熱模塊和一維線性導軌組成；