星载长波红外测风干涉仪的热漂移效应

作     者：任清华 杨振新 王后茂 李娟 武魁军 何微微 REN Qing-hua;YANG Zhen-xin;WANG Hou-mao;LI Juan;WU Kui-jun;HEWei-wei

作者机构：烟台大学物理与电子信息学院山东烟台264005 中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院湖北武汉430071 

出 版 物：《光学与光电技术》 (Optics & Optoelectronic Technology)

年 卷 期：2023年第21卷第3期

页      面：37-45页

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：烟台大学大学生创新创业训练计划(202111066006) 国家自然科学基金(41975039、61705253) 山东省自然科学基金(ZR2021QD088) 山东省高等学校“青创科技支持计划”(2021KJ008)资助项目 

主　　题：大气风场 临近空间 Michelson干涉仪 卫星遥感 热漂移 

摘      要：星载长波红外气辉成像干涉仪可实现对临近空间平流层区域大气风场信息的遥感观测。然而,长波红外对温度更加敏感,因此会给干涉仪引入更多的误差来源。鉴于此,借鉴平流层风场干涉仪(Stratospheric Wind Interferometerfor Transport,SWIFT)的设计参数,在临边观测正演仿真的基础上,开展了关键部件的相位热漂移研究及背景辐射的热不稳定分析,给出了仪器温度变化引起的风场误差,提出了通过校准泡对光程差相位的监测减小测风误差的方案。不确定度分析表明,如果SWIFT仪器关键部件的温度变化率控制在10-3K/s,Michelson干涉仪和F-P滤光片因热漂移产生的测风误差分别为37m/s和20m/s。当校准泡对光程差相位的监测精度达到10-3rad时,热漂移引入的误差可降至1m/s以内。该研究将为星载全天时临近空间长波红外测风干涉仪的设计及研制提供重要的理论指导。