Kalibrierung optischer Instrumente



Radiometrische Kalibration
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Spektrale-optische Kalibration
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Kamera-Kalibrationsmessplatz
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Kamera-Kalibrationsmessplatz
Viele Eigenschaften von Objekten werden bestimmt, indem die von ihnen emittierte oder reflektierte Strahlung gemessen wird. Intensität und Polarisation der Strahlung in ihrer spektralen, räumlichen und zeitlichen Verteilung sind Träger der gesuchten Information. Die Messinstrumente liefern digitale Meßwerte, in denen sowohl die Eigenschaften der Strahlung als auch die des Instrumentes miteinander verknüpft sind.

Mit der Kalibrierung wird die Bestimmung der Geräteparameter, die auf das Meßsignal einwirken und zu dessen Charakterisierung notwendig sind, in gültigen physikalisch-technischen Einheiten vorgenommen, wie z.B. die Wellenlänge eines Spektralkanals, Größe und Lage eines Bildpunktes im Meßfeld oder die absolute Empfindlichkeit eines Detektorelements. Auf dieser Grundlage können aus den Meßwerten eines unbekannten Objektes Aussagen über dessen Eigenschaften abgeleitet werden.

Die Kalibrierung eines Instrumentes ist die Grundvoraussetzung für eine wissenschaftliche Datennutzung und die Vergleichbarkeit der Resultate.

Folgende Kalibrationsmöglichkeiten für spektral-optische und radiometrische Messungen sind in der Abteilung "Kalibration und optisches Design" verfügbar:

Spektraloptische Messungen:

  • Monochromatoren mit Prismen und Gittern, Spektral- und Glühlampen als Strahlungsquellen:
    Spektralbereich: 400 ...1100 nm, spektrale Auflösung: 0,1 nm;
    Spektralbereich: 0,9 ...2,5 µm, spektrale Auflösung: 1 nm

Strahlungsnormale:

  • Spektrale Bestrahlungsstärke :
    Halogenlampen Typ FEL 1000 W; kalibriert im Bereich 0,25...2,5 µm
    Meßunsicherheit: < 5%
  • Spektrale Strahldichte:
    Photometerkugel 500 mm, Strahlerfläche: 200 mm, Homogenität > 98,5 %, kalibriert im Bereich 0,38...2,5 µm, Meßunsicherheit < 5 %,
  • Spektrale diffuse Reflexion:
    Oberflächen mit diffuser Reflexion, Spektralonscheiben 60 mm, kalibrierter spektraler Strahldichtefaktor ß(8°/d) für 0,25...2,5 µm, Abstufung der Reflexion (%): 2; 5; 10; 20; 40; 60; 80; 99; BaSO4-Standard: 300 mm, ß(0°/35°)


Meßgeräte für spektrale Strahlungsgrößen:

  • Spektralphotometer OL 750:
    Für spektrale Strahldichten und spektrale Bestrahlungsstärken,
    Spektralbereich 0,28 ... 2,5 µm
  • Mehrkanalspektrometer BSF:
    Für spektrale Strahldichten und Bestrahlungsstärken, 13 Kanäle Zwischen 400...1020 nm; Spektrale Auflösung: 10 nm, Meßfeld: 18 * 26 mm²,
  • Spektrometer Lambda 19: Zweistrahlmeßgerät zur Messung von Reflexions- und Transmissionswerten optischer Materialien, Spektralbereich: 280...2500 nm

Kalibrationsmessplatzes

Mit Hilfe des Kamera-Kalibrationsmessplatzes der Einrichtung OS können Optoelektronische Systeme geometrisch, radiometrisch und spektral kalibriert werden.

Im Einzelnen lassen sich folgende Kalibrationsmessungen mit hoher Präzision durchführen:

  • Optimale Justierung und Fokussierung des Systems
  • Bestimmung der inneren Orientierung beliebiger Pixel (geometrische Kalibration)
  • Relative radiometrische Kalibration- Bestimmung der PRNU und des Randabfalls.
  • Absolute radiometrische Kalibration durch Vergleich mit einer geeichten integrierenden Kugel
  • Geometrische Kopixelregistrierung von Sensoren im vis und IR.


Kontakt
Dr.rer.nat. Horst Schwarzer
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Optische Sensorsysteme
, Optik, Kalibrierung und Validierung
Tel: +49 30 67055-584

Fax: +49 30 67055-572

E-Mail: Horst.Schwarzer@dlr.de
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Texte zu diesem Artikel
Kalibrierkompetenz der Einrichtung Optische Informationssysteme (http://www.dlr.de/os/desktopdefault.aspx/tabid-3487/5375_read-8042/usetemplate-print/)
Einrichtungen / Labore (http://www.dlr.de/os/desktopdefault.aspx/tabid-3488/5376_read-8038/usetemplate-print/)