相关光子自校准微光辐亮度计的光学设计

作     者：史佳庆 俞兵 储隽伟 范纪红 胡友勃 李健军 SHI Jiaqing;YU Bing;CHU Junwei;FAN Jihong;HU Youbo;LI Jianjun

作者机构：中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 西安应用光学研究所西安710065 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2023年第52卷第12期

页      面：112-125页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 09[农学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0903[农学-农业资源与环境] 0816[工学-测绘科学与技术] 081602[工学-摄影测量与遥感] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2022YFB3903100) 

主　　题：辐射定标 辐亮度计 光学设计 相关光子 微光 

摘      要：为满足气候监测、微光辐射计量、单光子计量等定量应用需求,设计了基于相关光子自校准的紧凑型三通道微光辐亮度计,其光谱范围为460~1550nm,辐亮度测量范围为1×10^(-9)~1×10^(-6)W/(cm^(2)·sr·nm)。设计时考虑整机的集成化、小型化和模块化,将8个光谱波段集成为三通道结构。其中可见光近红外波段采用自由空间耦合,短波红外波段采用多模光纤耦合方式。通过设计优化分析,微光辐亮度计的第一、二通道的聚焦光斑满足Si单光子探测器光敏面300μm像元要求,第三通道的聚焦光斑满足多模光纤62.5μm芯径和0.22数值孔径要求,三个通道的聚焦光斑均可被单光子探测器光敏面接收,满足设计目标,可为后续的工程化应用提供参考。