检索结果-南通市图书馆

一种光机一体化平面反射镜结构设计及应用分析

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光学技术 2024年第2期50卷 228-234页

作者：李杭钮新华史成浡田军南勇张营陈帅帅雷松涛中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 河南平原光电有限公司河南焦作454001

为满足空间光学系统高成像质量、高稳定性和高杂散光抑制效果的需求,文章从选材、选型及仿真设计等方面开展研究,提出了一种新型光机一体化反射镜无框结构优化方案。方案的光学镜面通过钛合金表面烧结玻璃技术实现16∶1的镜坯光学面本... 详细信息

为满足空间光学系统高成像质量、高稳定性和高杂散光抑制效果的需求,文章从选材、选型及仿真设计等方面开展研究,提出了一种新型光机一体化反射镜无框结构优化方案。方案的光学镜面通过钛合金表面烧结玻璃技术实现16∶1的镜坯光学面本体径厚比,加工难度与成本显著低于碳化硅与铍反射镜。经静应力与模态分析:反射镜结构稳定,重力及安装应力对镜面面形的影响可忽略不计,样件实测面形误差峰谷值<0.65λ,均方根值<0.12λ(λ=632.8nm),通过了相关环境性试验验证;经系统建模及杂散光分析:敏感角度斜入射视场光通量透过率可降低至传统光机分离设计的5~20%左右。设计方案已经成功在轨应用,为星载光学成像高光学稳定性与高杂散光抑制需求的实现提供了一种可借鉴的技术手段。

关键词：光机一体化反射镜杂散光

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DQ-1宽幅成像光谱仪发射前载荷定标技术

上海航天（中英文） 2024年第1期41卷 137-145页

作者：王阳张冬冬张锷熊千千钮新华陈帅帅中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学杭州高等研究院浙江杭州310024 中国科学院大学北京100049

大气环境监测卫星作为国家民用空间基础设施规划中的科研卫星,其遥感应用需求对其载荷的定量化精度要求越来越重要。宽幅成像光谱仪作为大气环境监测卫星中的主要载荷,可获取光谱范围从可见光至长波红外(0 415~12 000μm)的陆表和大气... 详细信息

大气环境监测卫星作为国家民用空间基础设施规划中的科研卫星,其遥感应用需求对其载荷的定量化精度要求越来越重要。宽幅成像光谱仪作为大气环境监测卫星中的主要载荷,可获取光谱范围从可见光至长波红外(0 415~12 000μm)的陆表和大气多光谱信息。采用45°扫描镜配合消旋系统的扫描方式,光路结构采用同轴望远镜系统,实现3个探测器焦面上21个谱段的同时对地的超宽幅高空间分辨率成像。为了准确地获取能量和仪器响应之间的定量关系,在卫星发射前开展宽幅成像光谱仪全光路、全口径辐射定标试验,分别介绍了可见到短波谱段积分球定标技术和中长波谱段热真空红外定标技术,为用户定量应用提供了良好的保障,并对定标过程中传递路径下的误差来源及精度进行分析评估。

关键词：光学遥感辐射定标定量化定标精度

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多谱段推扫式离轴三反光学系统设计

光学技术 2022年第2期48卷 139-143页

作者：刘宇轩张冬冬钮新华中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室上海200083

工业排放增多导致水体环境恶化,海洋生物濒危。传统的水体监测技术已无法满足实时、快速、准确的应用需求,为对水体环境实行更有效的监测,各研究单位开始利用遥感技术获取水体信息。针对水体监测的技术要求,设计了一种焦距为84.5mm,口径... 详细信息

工业排放增多导致水体环境恶化,海洋生物濒危。传统的水体监测技术已无法满足实时、快速、准确的应用需求,为对水体环境实行更有效的监测,各研究单位开始利用遥感技术获取水体信息。针对水体监测的技术要求,设计了一种焦距为84.5mm,口径20mm,视场36°×6°的离轴三反式光学系统,可以满足空间遥感宽光谱覆盖的要求。系统主镜、三镜采用六次非球面,次镜采用二次曲面。经公差分析后,具备实际可加工性,在奈奎斯特频率处(71lp/mm)处各视场的调制传递函数(MTF)值均大于0.6,接近衍射极限,成像质量良好。该光学系统有望对监测水体污染具有一定参考意义。文章以主镜为例设计Offner补偿器生成非球面波对非球面镜进行零位补偿检测。

关键词：离轴三反 Offner补偿空间遥感技术光学系统设计

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可见至太赫兹一体化云探测光学系统设计

光学学报 2023年第6期43卷 270-279页

作者：江海威钮新华中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

针对全球能量循环及水文循环研究需求,提出了一种适用于可见至太赫兹超宽谱段多通道云探测光谱成像仪的光学系统设计方案。系统以推扫方式成像,获取可见至太赫兹谱段内共10个通道的光谱信息。对应450 km轨道的刈幅为100 km,可见、红外... 详细信息

针对全球能量循环及水文循环研究需求,提出了一种适用于可见至太赫兹超宽谱段多通道云探测光谱成像仪的光学系统设计方案。系统以推扫方式成像,获取可见至太赫兹谱段内共10个通道的光谱信息。对应450 km轨道的刈幅为100 km,可见、红外、太赫兹星下点分辨率分别为75 m、100 m、10 km。光学系统采用离轴折反混合结构。太赫兹部分口径为150 mm,F数为3;可见、红外口径分别为42 mm和68 mm,F数均为2。通过视场分光实现太赫兹与其他通道的波段分离。在可见、红外后光路单独设置孔径光阑以解决其与太赫兹孔径相差较大带来的问题。设计结果表明:各像面点列图均方根直径小于像元大小,调制传递函数在奈斯奎特空间频率下均接近衍射极限,成像质量良好。经容差分析可得,光学系统可满足原理样机验证成像需求。

关键词：测量光谱成像云探测太赫兹红外

一种光学载荷在轨杂散光效应全链路自动仿真方法

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红外与毫米波学报 2023年第6期42卷 925-931页

作者：殷恺钮新华张锷中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083

针对极轨气象卫星FY-3C载荷可见光扫描辐射计(VIRR)在轨红外定标时存在温度反演不一致的现象展开分析,提出了一种全链路自动化仿真分析方法,将仪器结构与卫星轨道参数和卫星平台环境相结合,通过对光机模型的高精度光线追迹来得到杂散光... 详细信息

针对极轨气象卫星FY-3C载荷可见光扫描辐射计(VIRR)在轨红外定标时存在温度反演不一致的现象展开分析,提出了一种全链路自动化仿真分析方法,将仪器结构与卫星轨道参数和卫星平台环境相结合,通过对光机模型的高精度光线追迹来得到杂散光影响的定量化结果。仿真模拟了在轨红外定标和太阳光入射两种情况,确定了太阳杂散光的入射路径,解释了温度反演不一致的原因。将仿真结果与卫星在轨数据进行比对,验证了仿真方法的有效性。该方法可用于同类型载荷的在轨杂散光分析仿真工作,同时也为历史数据的再定标修正提供参考。

关键词：可见光红外扫描辐射计太阳杂散光在轨红外定标仿真自动化

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星上定标器漫透射板外场标定技术研究

光学学报 2023年第24期43卷 204-210页

作者：陈帅帅钮新华王阳中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

在轨辐射定标是极轨气象卫星光谱成像仪定标的重要组成部分,是实现高定量化遥感的重要技术手段。星上定标器以太阳作为长期稳定的参考光源,以定标器漫透射板作为基准传递媒介,漫透射板的标定精度直接决定了星上定标精度。根据风云三号E... 详细信息

在轨辐射定标是极轨气象卫星光谱成像仪定标的重要组成部分,是实现高定量化遥感的重要技术手段。星上定标器以太阳作为长期稳定的参考光源,以定标器漫透射板作为基准传递媒介,漫透射板的标定精度直接决定了星上定标精度。根据风云三号E星轨道特点和光谱成像仪工作模式,星上定标器采用了漫透射板这一特殊形式。针对星上定标器的高精度性能测试技术开展研究,提出了一种基于标准光谱仪的外场漫透射板标定方法,以解决漫透射板双向透射分布函数(BTDF)所需的大口径、高亮度均匀测试光源以及高精度自动控制覆盖测试角度矩阵等标定难题。所提方法以外场太阳作为参考光源,标准光谱仪作溯源传递,秒级高精度自动跟踪转台作角度变换,获得漫透射板的BTDF。结果表明,该方法能获得准确的漫透射板BTDF,标定精度优于2.5%,满足星上定标器的在轨定标精度要求。仪器在轨测试阶段的星上定标系数与同类载荷交叉定标的偏差优于2%。

关键词：漫透射板 BTDF 外场定标定标精度极轨气象卫星

FY-3B/VIRR真空红外定标辐射响应度一致性校正

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遥感学报 2023年第10期27卷 2295-2306页

作者：王阳钮新华张锷陈帅帅胡秀清张冬冬王向华熊千千中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室上海200083 国科大杭州高等研究院杭州310024 中国科学院大学北京100049 国家卫星气象中心中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081

在真空红外定标过程中,扫描辐射计系统响应度常受到试验污染及探测头部温度非一致性等因素影响,导致各通道获取定标系数及铂电阻转换系数不准确。为校正系统响应度的不一致性,可基于黑体辐射源恒温模式下的辐射稳定性和红外探测系统通... 详细信息

在真空红外定标过程中,扫描辐射计系统响应度常受到试验污染及探测头部温度非一致性等因素影响,导致各通道获取定标系数及铂电阻转换系数不准确。为校正系统响应度的不一致性,可基于黑体辐射源恒温模式下的辐射稳定性和红外探测系统通道单一定标状态下响应度不变性,利用红外定标中的面源黑体及星上黑体变温数据,构建内外黑体红外通道响应一致性传递算法。针对FY-3B可见光红外扫描辐射计(VIRR)发射前定标数据,将定标过程中的系统响应度进行一致性校正。结果表明,面源黑体变温阶段面源黑体校正码值在升温和降温间的一致性优于0.7 DN,辐射传递过程中基准工况下星上黑体校正码值一致性优于0.3 DN,并分析了校正方法和其他传统方法在计算星上黑体变温阶段等效黑体温度的差异性。因此,该算法保证了空间辐射基准到红外探测系统以及星上黑体辐射传递过程的辐射准确性,为有效提高真空红外辐射定标精度提供技术保障。

关键词：遥感红外定标稳定性扫描辐射计响应度一致性

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反射率传递光谱仪衰减孔阑的定标方法研究

激光与光电子学进展 2022年第1期59卷 176-184页

作者：江丰钮新华殷恺中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083

反射率传递光谱仪可通过短时间内测得的太阳光谱辐照度和地面目标光谱辐亮度,计算准确的地面目标光谱反射率,实现长期稳定的在轨辐射基准传递。采用孔阑对太阳光进行大量级衰减,实现对太阳圆盘的直接观测,孔阑衰减系数的准确度直接决定... 详细信息

反射率传递光谱仪可通过短时间内测得的太阳光谱辐照度和地面目标光谱辐亮度,计算准确的地面目标光谱反射率,实现长期稳定的在轨辐射基准传递。采用孔阑对太阳光进行大量级衰减,实现对太阳圆盘的直接观测,孔阑衰减系数的准确度直接决定反射率的测量精度和传递精度。基于激光对探测器响应非线性度的校准原理,提出一种宽动态标准光源结合后端光谱仪进行比对测量的方法,实现对前端孔阑衰减系数的高精度定标。定标结果显示,孔阑的衰减系数在空间维和光谱维均有明显的非均匀性。利用该特性对外场的反射率测量实验结果进行了修正,目标漫反射板的光谱反射率相对差异由修正前的20%降低到2%以内,证明了孔阑衰减因子实验室定标的有效性,为后续反射率传递光谱仪的高精度交叉定标提供了技术基础。

关键词：测量辐射定标孔阑衰减因子激光非线性测量

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红外光学系统内部热辐射引起的杂散辐射分析

红外技术 2006年第6期28卷 348-352页

作者：黄强钮新华沈学民中国科学院上海技术物理研究所上海200083

利用LightTools杂散光分析软件,建立一个空间光学系统光学机械结构模型。计算这个系统内部各机械表面辐射能量到达像面的辐射能量的大小,判断出关键表面;通过比较在四种不同的发射率情况下,像面接收到各个表面杂散辐射量的变化规律,得... 详细信息

利用LightTools杂散光分析软件,建立一个空间光学系统光学机械结构模型。计算这个系统内部各机械表面辐射能量到达像面的辐射能量的大小,判断出关键表面;通过比较在四种不同的发射率情况下,像面接收到各个表面杂散辐射量的变化规律,得到有用的分析结果来对这个系统提出了初步的措施抑制,并且可以指导其他类似系统的分析和设计。

关键词： LightTools 光学系统热辐射杂散光抑制