基于对高分辨率光学载荷测试设备开展现场计量和校准的迫切需求, 建立一套光谱可调谐式高分辨率光学载荷校准装置, 该装置中光谱可调谐光源可以发出300~800 nm范围内任意光谱分布的光能, 再通过空间调制系统形成无穷远处的具有特定光谱分布的清晰目标, 实现高分辨率光学载荷光谱参数校准、辐射参数校准和成像性能参数校准。校准装置的光谱辐亮度校准范围为6.54×10-4~3.14×10-1 W·sr·m-2·nm-1, 空间分辨率校准精度为0.059 mrad, 视场角校准范围为1°3′30″, 光谱辐亮度响应非均匀性校准精度为0.39%。主要介绍了校准装置的基本原理、结构组成等, 并给出了详细的测试结果。由此可见,该光学载荷校准装置具有光谱任意调制、可拓展性强、高分辨率的优点。

介绍了一种以半导体发光二极管(LED)和溴钨灯为光源的光谱可调谐地面景物光谱辐射源, 及其系统结构和控制系统设计。利用地物光谱辐射源模拟了大量不同地物光谱, 在控制系统中建立了地物光谱数据库, 引进了改进型遗传算法匹配出了光谱数据库中的500余种地物光谱。进而详细分析了几种典型地物的光谱匹配相似度, 平均光谱匹配误差以及全波段, 红, 绿, 蓝和近红外波段光谱匹配相似度。目标辐亮度为50W·(m2·sr)-1时, 地物光谱辐射源平均光谱匹配误差在10%以内, 最低可达6.0%;全波段光谱匹配相似度高于0.895, 最高可达0.983;对于同一景物光谱红、绿、蓝和近红外波段(特别是绿光和近红外波段)光谱匹配相似度低于全波段, 绿光和近红外波段光谱匹配相似度与红光和蓝光波段相比, 最大低幅为50%。地物光谱辐射源能够用于光学遥感器的辐射定标, 能有效解决光学遥感器的工作目标与定标光源光谱不匹配造成的定标误差。

多光谱遥感器彩色图像合成是直接提取多光谱图像中R、G、B 波段合成，由于多光谱成像探测器光谱响应特性与国际照明委员会(CIE)颜色匹配函数严重不匹配，合成的彩色图像出现严重的颜色失真，需进行颜色校正。针对目前传统的白平衡法和色度学合成法的不足，提出了基于发光二级管(LED)光谱可调积分球光源的多光谱相机多点改进型色度合成校正方法。该方法既考虑了地物的光谱特性而且实现简单。实验表明，采用白平衡法校正，目标色品误差最大为0.15，而采用该方法能够将目标色品误差限制在0.05 以内。

提出了采用LED光谱可调谐光源测量光电探测器相对光谱响应, 详细论述了测量原理和算法, 计算中将辐射传输积分方程改写成求和方程, 求和值与积分值的近似程度与波长间隔大小的选择有关, 仿真分析了不同色温黑体作为探测目标时硅光电探测器和CCD在不同波长间隔下的信号求和值与积分值差异。 仿真结果表明: 10 nm波长间隔时, 探测器信号求和值和积分值差异在0.2%以内, 是波长间隔的理想值。 最后分析了影响该方法测量精度的因素及其解决方案。 该测量方法结构简单, 避免了单色仪等仪器的测量传递误差。

采用1480 nm大功率激光二极管双向抽运，新型铋基掺饵光纤做增益介质，基于旋转法布里珀罗腔的可调谐滤波器和带通滤波器做选频装置的宽光谱环形腔可调谐光纤激光器，可实现100 nm(1523～1623 nm)激光波长程控连续可调谐输出，激光输出功率大于1．58 mW，3 dB带宽小于0．1 nm，波长重复性准确度小于0．01 nm．