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国家自然科学基金(61275173): 作品数：21 被引量：87H指数：5; 相关作者：郑小兵李健军翟文超陆俊桦吴浩宇更多>>; 相关机构：中国科学院中国科学院大学安徽大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：机械工程理学自动化与计算机技术天文地球更多>>

基于平板波导的小型红外光栅光谱仪光学设计被引量：3: 2015年; 为实现红外光谱仪器的小型化，通过分析现有小型光谱仪，提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。在平板波导光谱仪中，光束被限制在一层薄薄的平板波导介质中传播，看起来像是整个光学系统被压扁了。在垂直于平板波导的方向上光学元件的尺寸可以做到很小，从而显著减小光学系统的尺寸。该系统的设计可分为 Czerny-Turner结构设计、波导结构设计。先根据像差理论设计 Czerny-Turner 结构，目标是保证光谱分辨率及校正像差；然后根据几何光学理论设计波导结构，包括平板波导和两个柱面透镜，目标是压缩光束并校正像散；最后将它们输入 Zemax 软件中进行综合优化，以获得最优的光学系统。据此方法设计了一个平板波导红外光栅光谱仪，工作波段为8～12μm，数值孔径为0．22，采用线阵探测器。通过 Zemax 软件对结果进行分析和评价，表明仪器光学系统的尺寸为130 mm×125 mm×20 mm，工作波段内光谱分辨率达到80 nm，满足设计指标要求。证明了该优化设计方法是可行的，所得系统尺寸小、性能高。; 李扬裕方勇华李大成刘洋; 关键词：光学设计平板波导

Ⅰ类自发参量下转换相关光子圆环的时间相关特性研究: 2016年; 基于自发参量下转换产生相关光子的定标方法具有基于客观物理效应、无需溯源的优点,有望成为未来光辐射定标技术发展的新趋势.目前利用该技术定标光子计数型探测器的最低不确定度为0.18%,仍有进一步提高定标精度的潜力.由于相关光子圆环具有高光子速率特性,能够显著提高定标过程中信号光和空闲光的光子速率.为了提高该方法定标精度及利用相关光子定标模拟探测器,研究相关光子圆环的时间相关特性具有非常重要的意义.本文理论计算了Ⅰ类自发参量下转换产生的宽谱段相关光子圆环出射角度的空间分布,使用ZEMAX光学设计软件设计了用于接收宽谱段(450—1000 nm)相关光子圆环并能够滤除抽运光的光学系统,利用微光相机拍摄到了光学系统接收的430—860 nm波段的相关光子圆环;搭建了双通道相关光子圆环时间相关特性测量系统,观测到了1 m W连续激光器抽运非线性晶体产生的685 nm和736.89 nm波段相关光子圆环对具有明显的符合峰现象,从实验上验证了Ⅰ类自发参量下转换产生的相关光子圆环具有时间相关特性.; 刘岩李健军高冬阳翟文超胡友勃郭园园夏茂鹏郑小兵; 关键词：光学设计

基于自发参量下转换的宽光谱分布实验研究被引量：2: 2015年; 研究相关光子光场的光谱分布对基于自发参量下转换的光电探测器的宽波段辐射定标具有重要意义。建立了相关光子宽光谱分布测量实验系统。利用355 nm连续波（CW）激光抽运BBO晶体产生I类非共线自发参量下转换,使用光子计数系统测量了相关光子在晶体后端的光谱分布,测量的相关光子光谱分布带宽为259 nm（550～808 nm）。相关光子的光谱角分布测量结果与理论模拟结果近似,相对误差小于2%。实验结果表明相关光子存在着可见-近红外宽波段光谱分布,有望应用于光电探测器的宽光谱定标。; 高冬阳夏茂鹏胡友勃刘岩盛文阳李健军郑小兵; 关键词：非线性光学自发参量下转换光子计数

Autonomous vicarious calibration based on automated test-site radiometer被引量：2: 2016年; We employ the in-site automated observation radiometric calibration（AORC） approach to perform vicarious calibration, which does not require the manual efforts of a field team to measure the surface conditions. By using an automated test-site radiometer（ATR）, the surface radiance at any moment in time can be obtained. This Letter describes the AORC approach and makes use of data to compute top-of-atmosphere radiance and compare it to measurements from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer. The result shows that the relative deviation is less than 5% and the uncertainty is less than 6.2%, which indicates that the in-site AORC maintains an accuracy level on par with traditional calibration.; 邱刚刚李新郑小兵闫静孙彦港

多波段滤光片辐亮度计的系统级定标方法研究被引量：10: 2013年; 为了满足遥感仪器的高精度辐射定标需求,实现"低温绝对辐射计→多波段滤光片辐亮度计→积分球→遥感器"的辐亮度传递链,对多波段滤光片辐亮度计进行了定标方法的研究。利用可调谐激光导入积分球产生的均匀、稳定、无偏的面光源作为定标光源,使用溯源于低温辐射计的标准辐亮度探测器作为传递标准,通过系统级的定标方法对滤光片辐亮度计的753、865、900、1030nm四个工作波段进行了绝对光谱响应度定标,不确定度优于0.58%。与溯源于法国黑体辐射源的太阳辐射计CIMEL CE318进行了比对实验,结果表明,在四个定标波段,滤光片辐亮度计测得的积分球辐亮度与由CE318测得的辐亮度差值分别为-0.216%、-2.564%、-4.248%和2.226%,验证了该系统级定标方法的合理性。; 张艳娜郑小兵李健军张伟; 关键词：遥感积分球

新型光谱可调定标光源系统准直物镜设计被引量：1: 2013年; 高精度光谱可调定标光源系统是针对高光谱遥感器的高精度定标提出的一种新型参考光源,设计了一个折射式宽谱段大相对孔径的准直物镜。镜头工作在400nm～1 000nm波段,半视场角2.2°、相对孔径F/2.8、焦距135mm。利用部分色散(P)和阿贝数(ν)的修正公式,基于复消像差的基本原理,获得了镜头的初始结构。借助Zemax光学设计软件进行优化设计,重点校正了系统的二级光谱。最后,在设计波段上实现了复消色差,二级光谱残余量约为0.04mm,其他像差也得到了良好的平衡。镜头的MTFs在37lp/mm空间频率处均大于0.8,镜头整体性能满足设计指标。; 翟文超徐骏丁蕾郑小兵; 关键词：复消色差二级光谱光学设计高光谱遥感

太阳辐射计实验室定标方法被引量：1: 2015年; 太阳辐射计是全球AERONET站点最重要的观测设备,为获取全球气溶胶时空分布提供了大量的观测数据。研究一种直接溯源于低温绝对辐射计的高精度定标方法,可以在实验室环境条件下获得太阳辐射计的直射通道和天空漫射通道的定标系数,详细介绍了太阳辐射计实验室定标原理、实验装置,在太阳辐射计的主要工作波段扫描获得绝对光谱响应度定标曲线,并对测量结果进行了不确定度分析。结果表明,天空漫射通道的定标不确定度低于0.8%,太阳直射通道的定标不确定度低于2.06%。; 李健军孟凡刚夏茂鹏李正强翟文超李东辉丁蕾郑小兵戚涛; 关键词：气候变化

大动态范围可调线性偏振度参考光源检测与不确定度分析被引量：17: 2015年; 介绍了一种新型高精度大动态范围可调线性偏振度参考光源（VPOLS-II）,在0.46～2μm波段内线性偏振度调节范围达到0～0.72。VPOLS-II采用四片平板玻璃起偏的工作原理,辐射光源经过积分球和扩束器准直系统形成具有较高均匀性和平行度的入射光,再经过偏振态调节器输出不同线性偏振度的偏振光。将光谱偏振分析仪实验测量结果与理论计算值进行了比对,分析了VPOLS-II输出线性偏振度不确定度的影响因素。结果表明,线性偏振度范围0～0.72内,VPOLS-II的线性偏振度与理论预测值的差异小于6×10^-3。在线性偏振度范围0.01～0.09和0.09～0.72内,线性偏振度的不确定度分别为8.8%～0.936%和0.936%～0.184%。这种新型参考光源可用于偏振光学遥感器的实验室偏振定标和系统级性能检测。; 康晴李健军陈立刚吴浩宇袁银麟孟凡刚翟文超戚涛郑小兵; 关键词：遥感偏振遥感

平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制被引量：2: 2016年; 平板波导光谱仪是一种紧凑型光谱仪,其光栅多次衍射杂散光大,需要进行抑制。首先研究了多次衍射杂散光的形成过程,并通过Trace Pro软件详细分析了多次衍射杂散光的传播路径和大小。然后根据杂散光的空间特性和波长特性对其进行分类,采取不同的抑制方法。在不改变原有光学结构的基础上提出了利用滤光片和挡光板来抑制多次衍射杂散光的方法,滤光片的参数和位置需要精心选择以达到最好的抑制效果。最后对增加抑制结构前后的杂光系数进行对比分析。结果表明,多次衍射杂散光得到了很好的抑制,最大杂光系数从5.3%降到0.033%,平均杂光系数从1.9%降到0.001 8%。; 李扬裕方勇华李大成李亮; 关键词：杂散光

基于空间光调制器的光谱可调光源定标: 2014年; 基于空间光调制器的光谱可调光源是一种新型的定标光源,旨在实现定标光源与观测场景光谱匹配的定标新模式,进一步提高光谱定标和辐射定标精度。针对空间光调制器非光敏的特点以及这种新型光源特殊的工作模式,采用“激光光源＋光谱仪”进行了光谱预定标和光谱精细定标,采用“标准灯-参考板＋光谱仪”进行了辐射定标,实现了对该光源系统470~945 nm范围的光谱及辐射定标。不确定度分析结果表明,波长定标的不确定度优于0.2 nm,辐射定标的不确定度优于3.1%（k=1）。; 陆俊桦翟文超郑小兵; 关键词：空间光调制器光谱定标辐射定标

国家自然科学基金(61275173)

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