针对红外精确制导中抗干扰的问题, 开展基于光谱角和光谱距离等特征参量的目标光谱识别技术仿真和实验研究。在目标、 干扰均为灰体辐射的前提条件下, 对目标和干扰在不同发射率模型、不同辐射温度下的红外光谱辐射分布进行理论建模, 定量分析了目标和干扰的光谱角和光谱距离特征参量与其温度、发射率的关系, 数值表征了目标和干扰的光谱差异。 为验证上述光谱区分方法的有效性, 实验采集并分析了目标和干扰的光谱数据。研究结果表明光谱角和光谱距离能够 将两者进行有效的区分, 为复杂背景下目标识别提供理论和实验基础。

基于自发参量下转换的高精度自校准辐射基准源是目前卫 星遥感定标的研究热点。介绍了双通道自校准辐射计的工作原理并搭建了实验装置,展开了与传统 辐亮度标准探测器的比对实验验证。采用736.9 nm激光导入积分球的单色均匀辐亮度光源,将双通道 自校准辐射计和辐亮度标准探测器分别对积分球出口辐亮度进行探测,测得绝对辐亮度分 别为4.69×10－9 W/(sr·mm2)和5.19×10－9 W/(sr·mm2), 二者之间的相对偏差为9.63%,验证了研制的双通道自校准辐射计的原理可行性。

针对我国空间科学的未来发展和应用需求,以及目前星上定标和在轨定标方法的局限性,提出一种基于自发参量下转换效应的自校准宽谱段(450～1500 nm) 辐射基准源设计方案。该辐射基准源系统主要由宽波段参量下转换、观测与自校准复用光路、多路光子计数与符合探测、信号采集与 测量控制等4个主要功能模块构成。辐射基准源兼有星上自校准和自主观测功能,能够在不依赖于外部基准的条件下实现高精度的自校准,保障对 地高精度观测,为其他卫星有效载荷提供高精度的量值传递标准。

介绍了一种新型的基于参量下转换实现红外辐射源绝对辐亮度的定标方法。参量下转换过程产生0.631 ?滋m和3.39 ?滋m波段的一对相关光子, 通过测量自发参量下转换和受激参量下转换两个过程中在0.631 ?滋m波段光子的计数比值, 可以获取3.39 ?滋m的单位模式平均光子数, 并进一步导出红外光源的辐亮度。介绍了定标原理、实验装置, 分析了主要的测量不确定性因素, 定标结果表明OPO激光器光谱辐亮度的合成标准不确定优于1.18%。初步证实了通过探测可见波段光子计数实现红外辐射源的辐亮度定标的原理可行性。研究结果将有望应用于基于受激参量下转换的红外波段高精度定标以及红外OPO激光器等领域。

基于相关光子的新定标技术，设计了一种自校准光谱辐射源原理样机，该原理样机兼有自校准和目标观测功能，其中观测通道光电探测效率的精确测量是目标观测精度的有效保证。搭建了两通道自校准光谱辐射源原理样机，通过相关光子定标原理实验测量了观测通道的光电探测效率，其测量不确定度优于0.35%。自校准光谱辐射源能够对观测通道的光电探测效率进行实时自校准，观测通道中的任一光学元件透射率的变化不会影响目标的辐亮度测量精度。在待定标通道探测器之前插入一片衰减片来模拟观测通道光电探测效率的改变，以及自校准光谱辐射源对观测通道衰变的敏感度。通过测量插入衰减片前后的光子计数或者符合计数，计算得到衰减片的实际透射率为20.12%，与插入衰减片前后观测通道光电探测效率20.11%的变化率一致, 两者相对偏差优于0.049%。实验结果表明，自校准机制下光谱辐射源能够精确监测观测通道光电探测效率的衰变情况。验证了自校准光谱辐射源设计的合理性与可行性，为后续的多通道自校准光谱辐射源原理样机的研制及辐射定标提供技术基础。

低温辐射计是当前光辐射功率计量的最高标准，其测量精度的评价可以通过不同低温辐射计之间的比对来完成。开展了不同定标光路的低温辐射计比对实验。实验采用中国科学院安徽光学精密机械研究所研制的陷阱探测器作为传递标准，在633 nm波段对传递探测器的光谱响应度进行了绝对标定。比对结果表明，传递探测器的绝对光谱响应度的测量一致性为3.6×10^-3，定标总合成不确定度为3.3×10^-4(k=1)，实验结果验证了两家单位低温绝对辐射计定标系统的可靠性和高精度。

The spectral properties of entangled photon pairs generated via quasi-phased matching in spontaneous parametric down-conversion are proposed and demonstrated experimentally. A general mathematical model for evaluating the spectral properties is developed to obtain the spectrum shape and range of down-converted photons. The model takes into account the effects of phase mismatching due to non-ideal pumping and the relationship between crystal periodic modulation function and the incidence angle of the pump beam. The spectrum curve shape is determined by the discrete Fourier transform of a Gaussian pump beam and the integration of parametric down-conversion generated by an individual plane wave. An experiment is carried out with a PPLN non-linear crystal and dispersing optics, which shows a good consistency in their spectral ranges and shapes with our model predictions within the spectrum of 600–633 nm. This therefore illustrates that both the simulation model and the experimental process are reasonable. This novel method has potential applications in high-accuracy calibration in the wide spectrum using correlated photons.

标准传递探测器在红外波段的绝对光谱响应度定标不确定度较大且难以降低，其主要影响因子是窗口透过率的测量不确定度，该项因子是由布儒斯特窗口的状态复现引入。给出了陷阱型标准传递探测器在1 064 nm波段溯源于低温绝对辐射计的定标实验过程和结果。介绍了低温辐射计新型Y型定标光路，该光路消除了低温辐射计窗口反射损耗引入的不确定性。实验测试了探测器在1 064 nm波段的线性、空间响应均匀性、稳定性和空间偏振非敏感性。结果表明：传递探测器绝对光谱响应度定标的不确定度优于0.023%，响应度重复性的实验结果表明了Y型低温辐射计定标光路改造的可行性。