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漫反射板法定标成像光谱仪特性研究

光谱学与光谱分析 2011年第1期31卷 282-286页

作者：张春雷向阳中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

采用漫反射板法定标成像光谱仪是近年来发展起来的一种辐射定标新技术,它具有实现容易、定标精度较高的特点。文章根据漫反射板定标法的原理,对于成像光谱仪狭缝平行和垂直纸面两种特殊定标状况,推导出相应的光谱辐射信号电子数采集表达... 详细信息

采用漫反射板法定标成像光谱仪是近年来发展起来的一种辐射定标新技术,它具有实现容易、定标精度较高的特点。文章根据漫反射板定标法的原理,对于成像光谱仪狭缝平行和垂直纸面两种特殊定标状况,推导出相应的光谱辐射信号电子数采集表达式,数值分析了在此两种定标状况下成像光谱仪光谱辐射定标的特性。结果表明,成像光谱仪狭缝取向对光谱辐射定标结果有明显不同的影响,对于狭缝平行纸面情况下,不同景物像元相同光谱通道采集到的信号电子数是不同的,越靠近辐照度标准灯,采集到的信号电子数越多,反之亦然;对于狭缝垂直纸面情况下,不同景物像元相同光谱通道采集到的信号电子数是相同的。

关键词：漫反射板成像光谱仪狭缝方向定标特性

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漫反射板光谱定标波长差异研究

光学学报 2013年第12期33卷 125-129页

作者：张子辉王淑荣黄煜林冠宇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

在高精度光谱定标实验中,倾斜漫反射板光谱定标和直接照射光谱定标两种方法得到的定标结果存在微小差异。对光谱定标的能量传输过程进行分析,发现光通过倾斜的漫反射板照射到仪器的入射狭缝时,入射狭缝表面的辐射通量分布出现不对称现象... 详细信息

在高精度光谱定标实验中,倾斜漫反射板光谱定标和直接照射光谱定标两种方法得到的定标结果存在微小差异。对光谱定标的能量传输过程进行分析,发现光通过倾斜的漫反射板照射到仪器的入射狭缝时,入射狭缝表面的辐射通量分布出现不对称现象,引起波长差异。以光栅双单色仪为例,将出射狭缝处不同波长偏差所对应的辐射通量曲线进行叠加,得到应用45°倾斜的漫反射板进行光谱定标时的波长差异为-0.0283nm。最后以汞灯为光源,以296.7283nm和365.0157nm两个波长为定标波长,采用漫透射板垂直照射和45°倾斜的漫反射板照射两种方法对光栅双单色仪进行光谱定标,两种定标方法结果偏差分别为-0.029nm和-0.0286nm。证明倾斜漫反射板是引起波长差异的主要原因,并为漫反射板光谱定标提供数据。

关键词：物理光学单色仪漫反射板辐射通量光谱定标

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星上定标漫反射板设计研究

光学学报 2015年第8期35卷 339-347页

作者：施家定张黎明曹兴家徐伟伟韩慧达王戟翔中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

星上定标器作为遥感卫星在轨辐射定标装置,定标漫反射板(SD)作为定标器中的参考标准板,其结构设计的可靠性将直接影响到星上定标器的定标精度。为了得到星上定标漫反射板结构在航天力学条件下的响应情况,通过振动实验台模拟对其进行加... 详细信息

星上定标器作为遥感卫星在轨辐射定标装置,定标漫反射板(SD)作为定标器中的参考标准板,其结构设计的可靠性将直接影响到星上定标器的定标精度。为了得到星上定标漫反射板结构在航天力学条件下的响应情况,通过振动实验台模拟对其进行加速度过载和随机振动响应特性进行了测试,获得了定标漫反射板组件的加速度过载响应特性、固有频率和随机振动响应特性。同时,为了考察星上定标漫反射板的光学特性,进行了方向半球反射比(DHR)、双向反射分布函数(BRDF)等光学特性的测量。结果表明,漫反射板组件在航天力学条件下强度和刚度都满足设计要求,基频大于120 Hz;而且漫反射板具备高反射率(大于99%)、光谱平坦性、朗伯性等优良光学特性,满足航天应用要求。

关键词：遥感星上定标漫反射板振动双向反射分布函数

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紫外光谱辐射定标中的漫反射板反射特性研究

光谱学与光谱分析 2008年第4期28卷 865-869页

作者：李聪王咏梅张仲谋空间环境探测研究室中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 中国科学院研究生院北京100039

建立了紫外波段漫反射板双向反射分布函数的测量装置,研究了在特定接收条件下铝漫反射板双向反射分布函数(BRDF)随入射角的变化,并对测量误差作了相应的分析,漫反射板定标的相对精度小于2.5%。测量了铝漫反射板从250～650nm的半球反射... 详细信息

建立了紫外波段漫反射板双向反射分布函数的测量装置,研究了在特定接收条件下铝漫反射板双向反射分布函数(BRDF)随入射角的变化,并对测量误差作了相应的分析,漫反射板定标的相对精度小于2.5%。测量了铝漫反射板从250～650nm的半球反射比。随着波长的增加,铝漫反射板的半球反射比略呈上升趋势,在紫外探测仪的探测波段300～360nm之间变化约6%。监测了铝漫反射板的半球反射比随时间的长期变化。铝漫反射板在制备一年后,其半球反射比基本保持稳定,在紫外探测仪的探测波段300～360nm范围内,其半球反射比平均下降约0.9%。

关键词：漫反射板定标双向反射分布函数半球反射比数据处理误差分析

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近背向散射测量系统中漫反射板的特性研究

红外与激光工程 2017年第9期46卷 195-201页

作者：韩洋何俊华闫亚东吴冰静中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式,提出了采用漫反射板收集近背向散射光的方法。通过对漫反射板的应用场景分析,提出了需要研究的漫反射板特性,并搭建了漫反射板特性测量装置。测量并分析了漫反射板的方向半球反射比、双向反... 详细信息

通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式,提出了采用漫反射板收集近背向散射光的方法。通过对漫反射板的应用场景分析,提出了需要研究的漫反射板特性,并搭建了漫反射板特性测量装置。测量并分析了漫反射板的方向半球反射比、双向反射分布函数、面均匀性、真空特性和紫外特性。分析结果表明:F4目标板具有接近于0.99的高反射率,光谱平坦性,近似余弦分布的双向反射分布函数,较高的面均匀性,以及较小的紫外真空影响。因此,F4目标板满足激光惯性约束聚变中近背向散射光的测量需求,采用漫反射板收集近背向散射光的方法可行。

关键词：近背向散射光诊断收光装置漫反射板方向半球反射比相对双向反射分布函数

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紫外-真空紫外空间遥感仪器漫反射板的制备

光学精密工程 2009年第3期17卷 475-481页

作者：李博林冠宇张明宇李明明李权中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130022 中国科学院研究生院北京100039 空军航空大学吉林长春130022 吉林省农业科学院吉林长春130124

在铝制漫反射板传统工艺的基础上,提出了紫外-真空紫外遥感仪器使用的铝制漫反射板物理磨砂和化学磨砂的新工艺与检测方法,并搭建了主要测试装置。测试结果表明,新工艺的朗伯余弦辐射特性得到明显改善,在0°与45°入射时,归一化曲线接... 详细信息

在铝制漫反射板传统工艺的基础上,提出了紫外-真空紫外遥感仪器使用的铝制漫反射板物理磨砂和化学磨砂的新工艺与检测方法,并搭建了主要测试装置。测试结果表明,新工艺的朗伯余弦辐射特性得到明显改善,在0°与45°入射时,归一化曲线接近标准余弦曲线;300nm处半球反射率均匀度从0.77提高到0.98;200～400nm处半球反射率平均提高33%;将其应用于紫外-真空紫外遥感仪器上进行了角度响应测试,漫反射特性明显优于美国2002年发射的同类仪器SBUV/2。

关键词：紫外-真空紫外遥感漫反射板散射特性碱蚀磨砂半球反射率

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碳卫星CO_2探测仪发射前的漫反射板定标

光学精密工程 2018年第8期26卷 1967-1976页

作者：王龙蔺超纪振华郑玉权毕研盟中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 国家卫星气象中心北京100081

为了提高CO_2探测仪的在轨辐射定标精度,建立了在轨辐射校正原理,并对关键环节漫反射板的制备、BRDF定标和应用进行了系统的研究。根据CO_2探测仪的工作原理与系统组成,介绍了星上定标设备和在轨辐射定标策略,确定了漫反射板的制备方法... 详细信息

为了提高CO_2探测仪的在轨辐射定标精度,建立了在轨辐射校正原理,并对关键环节漫反射板的制备、BRDF定标和应用进行了系统的研究。根据CO_2探测仪的工作原理与系统组成,介绍了星上定标设备和在轨辐射定标策略,确定了漫反射板的制备方法和优化工艺参数,制定了以标准灯和标准探测器为传递链路的漫反射板BRDF的精确定标方法。对漫反射板基准BRDF、角度修正因子和半球反射率进行了测试,对其实验室定标精度进行了分析,并通过在轨初期的应用结果予以验证。发射前的定标结果表明,漫反射板在760nm、1 610nm和2 060nm 3个波段的定标精度均优于3%。在轨初期的测试结果表明CO_2探测仪1 610nm波段在轨绝对辐射定标精度优于5%。CO_2探测仪漫反射板的定标结果满足仪器辐射定标对漫反射板定标的精度要求。

关键词：碳卫星 CO 2探测仪漫反射板双向反射分布函数在轨定标策略

“高分五号”全谱段相机可展开定标漫反射板设计

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中国空间科学技术 2020年第2期40卷 81-87页

作者：晋利兵王浩赵艳华胡斌石栋梁练敏隆北京空间机电研究所北京100094 中国空间技术研究院天基空间目标监视技术核心专业实验室北京100094

为了对"高分五号"卫星全谱段光谱成像仪的太阳反射谱段辐射性进行长期监测与校正,并针对其谱段范围宽、精度要求高、口径大、使用寿命长等特点与要求,优化设计了可展开的漫反射板进行全光路全视场的辐射定标。定标漫反射板安装在相机光... 详细信息

为了对"高分五号"卫星全谱段光谱成像仪的太阳反射谱段辐射性进行长期监测与校正,并针对其谱段范围宽、精度要求高、口径大、使用寿命长等特点与要求,优化设计了可展开的漫反射板进行全光路全视场的辐射定标。定标漫反射板安装在相机光学系统的前端侧面,不影响相机正常成像,在定标时通过驱动机构展开漫反射板到相机前端,根据"高分五号"卫星轨道特点、定标能量要求及相机安装矩阵等设计定标漫反射板展开角度为39°。研制了430 mm×430 mm大尺寸聚四氟乙烯漫反射板组件以保证在展开时满足全光路全视场的定标,漫反射板在420~2400 nm光谱范围内半球反射率高于95%,在相机观测方向BRDF变化优于2.5%。同时,设计了漫反射板稳定性监视辐射计用于监测漫反射板在轨性能衰减,监测精度1.5%。在轨定标精度分析为4.76%,满足指标要求。

关键词：星上定标漫反射板太阳天顶角辐射定标高分五号

漫反射板在ICF靶场近背向散射测量中的特性研究

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漫反射板在ICF靶场近背向散射测量中的特性研究

作者：韩洋中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

激光惯性约束聚变(以下简称为ICF)研究的长远目标是解决能源问题。在激光间接驱动ICF研究中,激光与等离子体相互作用(以下简称为LPI)是重要的研究课题之一。据相关资料表明,LPI过程会产生多种物理机制,其中受激散射机制降低了激光能量... 详细信息

激光惯性约束聚变(以下简称为ICF)研究的长远目标是解决能源问题。在激光间接驱动ICF研究中,激光与等离子体相互作用(以下简称为LPI)是重要的研究课题之一。据相关资料表明,LPI过程会产生多种物理机制,其中受激散射机制降低了激光能量与靶耦合效率,是有害的物理机制。为了抑制背向散射机制的产生,须对背向散射光进行参数诊断,因此建立了背向散射诊断系统。背向散射诊断包含全孔径背向散射诊断(FABS)和近背向散射诊断(NBI)。在近背向散射诊断系统中,散射光的收集方式十分重要。国外以美国为例,美国在近背向散射诊断领域起步早于我国,具有代表性的NOVA装置和NIF装置上,NBI系统均采用漫反射的收光方式。而国内,早期在神光-Ⅲ原型的NBI系统中采用玻璃球面镜进行收光,通过球面反射的方法将靶心发出的散射光成像在靶室之外进行诊断,其特点是物像点限制在光轴上,难以应用在大型的ICF装置中。后来在神光-Ⅲ主机的NBI系统中采用金属椭球镜进行收光,通过全反射的方法将靶心发出的散射光成像在靶室之外进行诊断,其特点是光路排布灵活,相比于之前的玻璃球面镜优点显著。随着国内ICF研究的不断深入,和将来更大型的ICF装置的建立,其近背向散射光的辐照强度将有所提高。但金属椭球镜的耐辐照阈值较低,若将其应用在将来的近背向收光系统中,可能会出现损伤的情况,这将影响到整个近背向诊断系统的稳定性和准确性。本文针对该研究背景立题,围绕更大型ICF装置中近背向散射光的收光方案展开了一系列前期研究工作:1)国内NBI系统中新收光方案的提出随着ICF研究的深入和ICF装置的更新换代,新的问题亟待解决,即目前国内的收光方案中收光元件的耐辐照阈值较低,易损坏问题。因此提出了采用漫反射板收集近背向散射光的方法。特定材质的漫反射板其耐辐照阈值较高,不易被损伤,具有较高的稳定性。该方案的提出与国外相比,国外的收光方案只具有一定的参考价值。两者应用环境不同,特性要求不同,出于不同的应用目的,解决不同的具体问题。2)NBI系统中漫反射板的特性分析通过对漫反射板的应用场景分析,提出了需要研究的漫反射板特性,它们分别是漫反射板的方向半球反射比、双向反射分布函数、光谱平坦性、面均匀性、真空特性和紫外特性。通过不同测量方法的对比选取出合适的测量方法,设计并搭建了与之相对应的测量装置,并获得测量结果。3)漫反射板的特性测量结果与分析通过对测量结果的深入分析,得出结论:F目标板具有接近于0.99的高反射率,较好的光谱平坦性,近似余弦分布的双向反射分布函数,较高的面均匀性,以及较小的紫外真空影响。并且F目标板的耐辐照阈值也满足要求。4)对研究内容的总结和下一步工作的展望通过对实验测量结果的分析,得到本文给出的三种材质中,F目标板最为满足新一代ICF装置中近背向散射光的测量需求。该研究得到的分析结果为将来NBI系统中收光方案及漫反射体材料的选取提供了数据支撑。论文的最后明确说明了研究的不足之处,并对下一步研究工作提出了一些建议。

关键词：近背向散射光诊断收光方案漫反射板方向半球反射比双向反射分布函数