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光学学报 2022年第6期42卷 115-127页

作者：梁婧张国玉张健崇伟徐达孙继亮运志坤长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心吉林长春130022 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022 中国气象局气象探测中心北京100081

透射式能见度仪的校准结果无法溯源到世界气象组织对气象光学视程(MOR)的定义,如何实现MOR定义中2700 K白炽灯的光谱模拟已成为透射式能见度仪定标技术亟待解决的关键问题,故对透射式能见度仪定标光源的光谱模拟方法进行了研究。首先,... 详细信息

透射式能见度仪的校准结果无法溯源到世界气象组织对气象光学视程(MOR)的定义,如何实现MOR定义中2700 K白炽灯的光谱模拟已成为透射式能见度仪定标技术亟待解决的关键问题,故对透射式能见度仪定标光源的光谱模拟方法进行了研究。首先,从理论上分析了光谱不匹配对透射式能见度仪定标的影响,建立了满足透射式能见度仪定标精度要求的光源光谱分布判别依据,得出透射式能见度仪定标光源的光谱模拟误差应优于±5.5%的结论。然后,基于一种数字微镜器件(DMD)的透射式能见度仪定标光源系统,在遗传算法基础上,提出了一种基于无余均分机制的光谱模拟方法,以均分800列DMD微镜阵列面为前提,通过不断均匀划分DMD阵列面的方式增加光谱拟合单元数量,实现了2700 K绝对色温的光谱模拟。最后,测试了20,50,80个基础光谱拟合单元对应的定标光源的光谱分布,并进行了不确定度分析。测试结果表明,80个基础光谱拟合单元对应的定标光源光谱模拟误差为±5.3%,扩展不确定度为4.04%。

关键词：大气光学透射式能见度仪能见度定标光源光谱模拟

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场景光谱模拟定标光源的设计技术

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大气与环境光学学报 2014年第1期9卷 22-28页

作者：翟文超陆俊桦郑小兵中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为了解决定标光源和遥感仪器观测场景中目标光谱之间的光谱非匹配问题,有效保证遥感仪器的定标精度,目标光谱模拟技术成为当前定标光源技术的重要发展方向。调研了定标领域中,场景目标光谱模拟定标光源技术的发展及应用案例。以数字微... 详细信息

为了解决定标光源和遥感仪器观测场景中目标光谱之间的光谱非匹配问题,有效保证遥感仪器的定标精度,目标光谱模拟技术成为当前定标光源技术的重要发展方向。调研了定标领域中,场景目标光谱模拟定标光源技术的发展及应用案例。以数字微镜器件为例,叙述了一种基于空间光调制技术的目标光谱模拟定标光源的设计方法。这种新型的定标光源除了能够实现目标光谱的模拟,还可与标准探测器相结合,提高辐射度量的定标精度,在高光谱成像仪定标方面具有重要的应用前景。

关键词：场景光谱光谱模拟定标光源遥感

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内置LED定标光源的积分球设计

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光学与光电技术 2014年第4期12卷 52-55页

作者：岳智革刘福赵贵军杨奔奔军械技术研究所河北石家庄050003 军械工程学院河北石家庄050003 总装备部沈阳军事代表局辽宁沈阳110015

为了适应野外环境下的积分球操作,简化配件的使用和减少使用过程中误差的引入,利用LED的长时间发光均匀稳定特性,将LED作为定标光源内置于积分球中,设计了一种可便携式的自定标积分球。在验证LED稳定性的基础上,配合老化筛选装置,为定... 详细信息

为了适应野外环境下的积分球操作,简化配件的使用和减少使用过程中误差的引入,利用LED的长时间发光均匀稳定特性,将LED作为定标光源内置于积分球中,设计了一种可便携式的自定标积分球。在验证LED稳定性的基础上,配合老化筛选装置,为定标光源选择最合适的LED器件,系统采用恒流源驱动,保证了积分球的长寿耐用。展示了积分球机械装配图,列出器件在积分球体上的安装位置,并进行了模型400~800nm光谱波段试定标,其线性度达99.994%,球体设计直径500mm,开口直径100mm,总开口比约为6%,重量约为18kg。建成之后将方便进行野外环境的实用工程。

关键词：光学仪器发光二极管定标光源积分球设计

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透射式能见度仪定标用光源系统研究

透射式能见度仪定标用光源系统研究

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作者：孙继亮长春理工大学

学位级别：硕士

透射式能见度仪在气象预报、气候变化监测和大气污染治理等领域具有应用价值。目前,由于缺乏符合世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)对能见度定义的2700K色温白炽灯光源,导致定标后透射式能见度仪存在测量结果无法溯... 详细信息

透射式能见度仪在气象预报、气候变化监测和大气污染治理等领域具有应用价值。目前,由于缺乏符合世界气象组织(World Meteorological Organization,WMO)对能见度定义的2700K色温白炽灯光源,导致定标后透射式能见度仪存在测量结果无法溯源到气象光学视程(Meteorological Optical Range,MOR)定义,已成为制约透射式能见度仪发展的技术瓶颈,为此,本文开展了透射式能见度仪定标用光源系统研究,确定光源系统总体方案,设计光源光学系统,提出光谱模拟与误差修正方法,以实现满足国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)观测要求的光谱模拟。论文的研究可为符合MOR定义的透射式能见度仪定标提供技术支撑,对完善透射式能见度仪定标与溯源体系具有重要意义。基于数字微镜(Digital Micromirror Devices,DMD)光谱调制与模拟技术,提出了一种透射式能见度仪定标用光源系统总体设计方案,优化设计了分光系统和匀光准直光学系统,仿真结果表明,分光系统光谱分辨率为1nm,匀光准直光学系统在有效辐照面φ80mm范围内辐照均匀性为99%,出射光束发散角为2°,实现了2700K色温白炽灯光谱分布的模拟和平行光束出射。光谱模拟单元的精确拟合是光谱模拟的前提和手段,为此,研究了光谱模拟单元的确定方法,仿真分析了光谱模拟单元的偏态性质,基于实测的光谱模拟单元分布,提出了一种Bigaussian、Asym2Sig和ECS三种函数组合的光谱模拟单元拟合方法,并与传统的Gaussian拟合方法进行了光谱模拟比对实验,结果表明,光谱模拟精度得到了提高。为提高2700K色温白炽灯光谱模拟精度,仿真分析了影响光谱模拟误差的主要因素,提出了一种基于误差极值调节的光谱模拟误差修正方法,以局部波段为例实验验证了该方法的可行性;在此基础上对定标光源系统的光谱模拟精度进行了测试,结果表明,在380nm到780nm波段范围内2700K色温白炽灯光谱模拟最大误差为6.2%,相比于修正前,光谱模拟误差降低了4.06倍,以此验证了光谱模拟误差修正方法的正确性和定标光源系统的可行性。

关键词：透射式能见度仪定标光源光谱模拟气象光学视程

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