光源

在国际市场上有许多低成本人工光源用于照明或者工业应用:钨灯,卤素灯,荧光灯或者LED灯,以上的光源均可以进行发射光的亮度调节,然而,只有相对少的已知精确参数的标定光源。而作为标准的标定光源,需要具备可以对光源的光学度/辐射度学参数在不同的光谱带宽而进行精确调节,比如亮度(或照度),辐射度(或者辐照度)等。以上的光源对于很多应用是必要的,比如测试夜视设备,可见光-近红外相机以及短波红外相机的测试系统等。Inframet提供了一系列的标定光源且可以分为以下三组:

  1.多通道卤素灯/LED光源;
  2.单通道卤素灯光源;
  3.大口径光源。

第一组光源最优化适用于测试可见光-近红外相机以及短波红外相机的测试系统,其用于模拟被测试相机在地球真实环境下的光照强度:从极暗的阿富汗山脉的夜晚环境到极亮的阿拉伯沙漠的白天环境。以上的实际光照环境模拟需要光源具备以下功能:

  1. 光源具备极高的动态范围(最大亮度与最小亮度之比)超过109 (用于模拟明亮的白天环境与暗的夜晚环境);
  2. 光源在可见光-近红外波段具备光谱可调节(用于模拟入射光光谱的变化以及目标的反射参数的变化);
  3. 光源支持发射高强度的UV光(用于模拟沿海地区或者高海拔山脉的强UV环境而可能导致成像探测器的损坏)。

Inframet设计生产编码为DAL/SAL的光源属于第一组,光源结构采用多个通道的组合:2856K色温卤素灯以及一系列LED光源。 卤素灯的调节采用光机衰减器进行亮度调节但不改变光源色温,LED光源的调节采用先进的电子调节及稳定系统,UV LED光强不可调节。出射光光谱的调节采用转换光通道或者混合卤素灯通道与LED通道,出射光光谱的调节采用额外的光谱滤光片进行调节。
DAL/SAL光源外观几乎是相同的但是有一些设计上的区别: 积分球不同的镀膜,差异较小的卤素灯光源以及不同的LED光源。DAL光源最优化适用于测试光谱范围最高到1000nm的可见光-近红外相机,SAL光源最优化适用于测试光谱范围到1700nm的短波红外相机。


图1. DAL光源的照片

图2. SAL光源的照片

DAL/SAL光源设计于匹配Inframet测试系统的平行光管,图像投影系统要求光源的琅勃发射体需要小于10°。因此,DAL/SAL光源可以作为在发射角到15°而作为完全的琅勃光源。然而,当光源作为一个独立的模块时琅勃参数是不可用的。 另外,也有一些应用为光源的发射口径是小于40mm的情况,因此Inramet也可以提供H40光源,L150光源以及H150光源。

H40光源是单通道2856K色温卤素灯光源,从技术上说可以看作是去掉了LED通道以及更新的光发射器的的简化版的DAL光源。H40光源的发射孔径与DAL/SAL光源是相同的(40mm)但是有两处重要的不同点:A)琅勃光源发射角可到60°, B)支持匹配低F数的平行光管(焦距与口径比可到1)。

以上B)描述表示采用额外的平行光管的情况下光源在保证足够的发射角的前提下口径可以增加到200mm。实际上也就是说H40光源匹配一些列CRAD透射式平行光管时,实现了对可见光-近红外相机或者短波红外相机进行标定的光学口径可达200mm。

3图3. H40光源的照片

图4.与CRAD平行光管集成的H40光源的图片

用于标定大光学系统的可见光-近红外相机与短波红外相机也可以直接使用大口径发射器光源。基于以上的情况Inframet提供了两种光源:L150与H150。L150是150mm发射口径的单通道简单化设计的LED光源,且支持不同的光谱波段:可见光,近红外或者短波红外。 H150光源是150mm发射口径的单通道简单化设计的卤素灯光源,辐射可见光-近红外波段多色2856K色温光谱。

图5. L150光源的照片

图5. L150光源的照片