Методика абсолютной калибровки длиннофокусных оптических систем для задач дистанционного зондирования Земли

В настоящее время широкий круг задач оперативного мониторинга земной поверхности решается при помощи спектральных и фотографических систем для выполнения задач дистанционного зондирования Земли. Одной из важнейших характеристик таких систем является пространственное разрешение, для чего применяются объективы с большим фокусным расстоянием (около 1,5 м), что для получения необходимых уровней сигнала немедленно требует увеличения диаметра входного зрачка, приводящее в свою очередь к увеличению габаритов оптической системы.
Для калибровки спектральных и фотографических систем по абсолютным значениям яркости используется равномерный протяженный источник сплошного спектра в виде фотометрической сферы [1]. Методом сравнения известной яркости источника и выходных значений сигнала калибруемой оптической системы, строится зависимость выходного сигнала от яркости источника. Необходимым условием проведения калибровки оптической системы по абсолютным значениям яркости является полное заполнение апертуры оптической системы излучением источника, поэтому при использовании объективов с достаточного большим входным зрачком появляется проблема отсутствия фотометрической сферы подходящих размеров. Известны работы посвященные деталям создания фотометрических сфер с внутренним диаметром до 8 м [2, 3], однако такой подход сопряжен со значительными конструктивными трудностями, а также сложностями в обеспечении равномерности светового поля. Существует подход к проектированию протяженного источника излучения [4] в виде полусферы, что также сопряжено с трудностью получения равномерности светового поля яркости [5].
В данной работе представлена методика абсолютной радиометрической калибровки оптических систем с диаметром входного зрачка объектива большим, чем выходной зрачок фотометрической сферы. Сущность предлагаемой методики состоит в проведении серии измерений, состоящей из поочередного освещения углового сектора калибруемого объектива и последующего вычисления суперпозиции результатов измерений, что оказывается эквивалентным освещению калибруемого объектива при помощи фотометрической сферы достаточного диаметра. В работе представлены результаты модельных расчетов процесса калибровки оптической системы в программе для оптического моделирования Zemax [6], которые иллюстрируют особенности предлагаемой методики.