作者单位
摘要
1 河北科技大学石家庄 050091
2 中国计量科学研究院北京 100029
3 北京控制工程研究所北京 100190
太阳X射线探测器(Solar X-ray Detector,SXD)是“澳科一号”卫星B星(Macau Science Satellite-1B,MSS-1B)的主要载荷,包括软X射线探测单元(Soft X-ray Detection Unit,SXDU)和硬X射线探测单元(Hard X-ray Detection Unit,HXDU)两部分,采用硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)和碲锌镉探测器(Cadmium Zinc Telluride,CZT)双通道设计。太阳X射线探测器通过同时观测太阳精确的能量谱和强度信息,量化太阳耀斑的水平并研究其演化过程和机理等科学问题。为了实现从观测数据到真实太阳X射线数据的反演,需要对SDD和CZT的探测效率进行标定。利用蒙特卡罗程序MCNP5对SDD和CZT探测效率进行了模拟计算,并在单能X射线地面标定装置上开展了软、硬X射线探测效率标定实验。结果表明:SDD和CZT探测效率的实验结果与模拟预期结果吻合较好,其中,SDD-1的实验效率和模拟效率的最大相对误差不超过3.59%@16 keV,CZT-1的实验效率和模拟效率的最大相对误差不超过9.54%@120 keV。单能X射线流强测量的相对扩展不确定度为3.8%(k=2),太阳X射线探测器探测效率模拟结果的不确定度为0.12%。这项研究为“澳科一号”卫星的太阳X射线探测器提供了数据支撑,并对后续其他天文卫星的同类探测器标定提供指导和参考。
澳科一号卫星 太阳X射线探测器 探测效率 单能X射线 Macau Science Satellite-1B (MSS-1B) Solar X-ray detector Detection efficiency Monochromatic X-rays 
核技术
2023, 46(9): 090401
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
3 北京应用气象研究所,北京 100029
4 国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)中国气象局空间天气重点开放实验室,北京 100081
5 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北 武汉 430074
6 国防科技大学气象海洋学院,湖南 长沙 410073
7 中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室,北京 100088
大气风场是表征整个地球大气系统动力学特征的重要参数,也是气象预报、空间天气、气候学等领域业务工作和科学研究必需的基础数据。被动光学遥感是大气风场测量领域的主要技术手段之一。本文综述了基于大气移动目标监测和大气光谱多普勒频移探测的两类天基被动光学大气风场测量技术的研究进展,主要介绍了云导风、红外高光谱水汽示踪、测风干涉仪和多普勒调制气体相关4种风场测量技术的基础物理原理和风速反演基本方法,根据每种星载被动光学测风技术体制分类及特点,介绍了代表性风场探测载荷技术研究进展及应用情况,探讨了星载被动光学大气风场探测技术的未来发展趋势。
大气光学 大气风场 云导风 红外高光谱 测风干涉仪 多普勒调制气体相关 
光学学报
2023, 43(6): 0601011
林海兰 1,*黄钟霆 1陈阳 2余涛 1[ ... ]刘沛 1
作者单位
摘要
1 湖南省生态环境监测中心, 国家环境保护重金属污染监测重点实验室, 湖南 长沙 410019
2 力合科技(湖南)股份有限公司, 湖南 长沙 410205
铊作为剧毒的重金属元素, 具有较强的蓄积性、 潜伏性和迁移性, 含铊矿床的开采及其工业三废的大量排放, 都可导致铊进入地表环境, 参与到土壤圈、 水圈、 大气圈、 生物圈物质循环, 并逐步在土壤和水体中富集, 破坏生态环境, 最终会通过食物链危及人体健康。 近年, 水质铊污染突发事件时有发生, 水环境铊的分析技术也成为铊分析技术研究的热点, 但多集中在实验室分析方法的改进方面, 水质铊在线监测分析方面的研究甚少。 而实验室分析方法在运输、 保存过程中难免有污染、 损失等; 且在数据时效性上也导致了一定的滞后, 很难应用于水体铊的应急监测分析, 从而影响了污染事故的分析和处置, 成为处置污染事故的最大瓶颈。 为了快速、 准确响应水质铊现场监测, 开展的水质在线监测技术研究对水质铊元素监测具有重要的应用意义, 可以实现水体铊污染的监测与预警, 进而有效降低因环境铊污染引起的铊中毒的风险。 建立了一种基于三电极方法原理的水质铊监测新技术。 该方法所用仪器小型、 便携、 低成本, 不仅可用于铊污染事故应急现场监测, 还可以用于污染源监管、 地表水风险预警自动监测。 本文就仪器检出限、 正确度、 精密度、 方法比对、 现场应用等各项性能指标进行了验证。 实验表明, 该技术用于测定水质铊的方法检出限为0.02 μg·L-1, 与ICP-MS仪的检出限一致; 用于测定铊标准溶液的相对误差范围为-5.5%~2.9%; 测定实际水样的相对标准偏差范围为0.60%~6.2%; 其加标回收率达到101%~127%。 当水样含量在0.08 μg·L-1以上, 该方法在现场应急监测比对中, 与实验室ICP-MS法具有可比性, 表明该技术具有很好的适用性。
水质 铊监测 新技术 三电极 自动 Water quality Thallium monitoring New technology Three electrodes Automatic 
光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3642
作者单位
摘要
江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
为提高光纤光栅监测微小位移的灵敏度和精度,提出并实现一种基片式环形光纤光栅位移传感器,利用谐振腔中不同模式拍频信号的变化实现传感。Sagnac环形腔有效提升了抽运光源的利用率,同时拥有比直腔更小的相位噪声和更高的信噪比。该传感器采用应变片式结构,能够有效地对光纤进行保护,更加精确地测量由位移引起的频率变化。实验中每5 mm观察一次传感信号的漂移情况,重复实验的多组实验结果表明,该传感器频移与位移基本呈线性变化,线性拟合度高达0.9995,灵敏度为-45.4 kHz/mm,根据频谱仪的最高精度,可得传感器的测量精度为0.88×10 -3 mm,与理论推导基本一致。
激光器 位移传感器 光纤激光器 线性度 应变片 灵敏度 
激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170622
作者单位
摘要
江南大学 物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
提出并设计了一种基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器, 利用谐振腔中不同模式之间的拍频信号实现传感, 可以监测物体微小位移。该传感器采用应变传感基片结构, 有效对光纤进行保护, 并能缓冲拉伸和压缩带来的形变, 增加传感器灵敏度。同时在原有多纵模拍频光纤激光器的基础上进行了改进, 使系统获得更高的信噪比。阐述了多纵模拍频传感器的测量原理, 设计制作应变片并搭建实验平台。实验选取4个不同拍频信号作为传感信号, 实验数据表明: 在0~30 mm范围内, 频率漂移基本呈线性变化, 线性拟合度最高可以达到0.999 4, 这与理论推导结果一致。由于拉伸平台的拉伸精度限制, 该传感器的测量精度为1×10-3 mm。经过反复实验表明, 该传感器具有良好的稳定性。
位移传感器 应变传感基片 多纵模 拍频信号 displacement sensor strain sensing substrate multi longitudinal mode beat frequency signal 
红外与激光工程
2019, 48(3): 0322001
余涛 1,2,3王军霞 3刘海峰 2梁晓峰 1,2,3[ ... ]罗庆 3
作者单位
摘要
1 四川中医药高等专科学校医疗技术学院, 四川 绵阳 621000
2 西南科技大学分析测试中心, 四川 绵阳 621000
3 西南科技大学材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621000
为研制新型γ射线屏蔽材料, 采用熔融淬火法制备了xGd2O3-(50-x)BaO-50P2O5(0≤x≤7 mol%)系列玻璃样品, 并经60Co辐照源辐照, 利用UV-Vis-NIR, Raman等分析技术研究了玻璃的光学特性和微观结构。 结果表明, 玻璃在γ射线辐照下产生了磷氧空穴中心(Ⅰ类色心), 呈现棕色; Gd2O3能增强磷酸钡玻璃的抗γ辐照能力, 玻璃中Gd2O3含量越高, γ射线辐照导致的色心数量越少; 玻璃产生的色心数量会随着γ射线辐照剂量的增大而增加; Gd2O3加入降低了玻璃对可见光和近红外光的透过率; γ射线辐照使玻璃出现了光学吸收带损耗, 玻璃在紫外到可见光区的透过率降低; 玻璃样品的主要结构为Q2偏磷酸盐结构, 伴有少量Q1焦磷酸盐和Q0正磷酸盐结构; 玻璃微观网络结构在γ射线辐照下变化不明显。
辐射屏蔽材料 γ射线 磷酸盐玻璃 光谱分析 Radiation shielding materials γ-ray Phosphate glass Spectral analysis 
光谱学与光谱分析
2018, 38(11): 3607
周珂 1,2,3,4刘李 5余涛 1,3顾行发 1,3[ ... ]臧文乾 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 国家航天局航天遥感论证中心, 北京 100101
4 河南大学计算机与信息工程学院, 河南 开封 475004
5 中国资源卫星应用中心, 北京 100094
在轨运行的传感器辐射性能由于受到元部件老化、 外太空辐射等因素的影响, 会发生变化, 通过传感器在轨定标可以及时追踪传感器在轨运行期间的辐射性能变化。 利用Terra/MODIS(Terre卫星中分辨率成像光谱仪)参考, GF-1/WFV(高分-1号卫星视场传感器)传感器为目标, 基于敦煌校正场的实测地表光谱数据, 在考虑两传感器成像时刻的不同观测角度、 光谱响应、 大气条件和地表特性的匹配贡献的基础上, 获得交叉定标光谱匹配因子, 进一步得出WFV自发射后的时间序列交叉定标系数。 以此辐亮度定标系数得到的表观辐亮度值与MODIS表观辐亮度值进行比对, 开展光谱匹配因子对GF-1/WFV定标系数的影响分析。 分析认为: 在不同波段, 光谱匹配因子变化趋势总体一致, 大于0.9的光谱匹配因子比重分别为53.1%, 75%, 81.2%和93.8%; 辐亮度定标系数的时间序列变化趋势与光谱匹配因子的时间变化趋势呈现负相关; 匹配因子越接近1, 两传感器辐亮度值的相对偏差越小。
高分一号 宽视场相机 交叉定标 光谱匹配因子 GF-1 WFV Cross calibration Spectral band adjustment factors 
光谱学与光谱分析
2017, 37(12): 3809
韩杰 1,2,3,*谢勇 1,3顾行发 1,3余涛 1,3[ ... ]高荣俊 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 遥感科学国家重点实验室, 北京 100105
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 国家航天局航天遥感论证中心, 北京 100105
针对资源三号卫星(ZY-3)多光谱影像特点, 提出了一种改进型反射率基法, 实现相机在轨辐射定标。 该方法以ZY-3 Level 1A 级影像为数据源, 建立严格的几何模型获取定标点处准确的观测几何参数, 降低因影像重采样和成像几何产生的误差对辐射定标精度的影响。 基于山东东营遥感综合实验, 利用两点法和多点法获取ZY-3多光谱相机在轨辐射定标系数。 与官方定标系数相比, 多点法的定标精度高于两点法定标精度。 通过分析各定标点与拟合直线间的离散程度后发现, 水体定标点的残差较大, 其中绿波段残差值约为67.39%。 以置信度95.4%为标准, 可将水体定标点判识为误差点。 在剔除水体后, 采用多点法获得的定标系数除近红外波段相对差异优于5%以外, 其他波段相对差异均优于2%。 该结果表明该改进型反射率基法能够获得精度可靠的绝对定标系数, 可以为其他类似卫星在轨辐射定标提供参考依据。
ZY-3卫星 多光谱相机 靶标 辐射定标 ZY-3 satellite Multispectral sensor Artificial target Radiometric calibration 
光谱学与光谱分析
2015, 35(3): 856
熊攀 1,2,*顾行发 1余涛 1孟庆岩 1[ ... ]赵利民 1
作者单位
摘要
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 东华理工大学, 江西 抚州 330013
4 中国石油大学(华东), 山东 青岛 266580
利用热红外遥感技术探测海面溢油存在能够全天时探测、 更好地探测海表及油膜辐射特征和对油膜厚度的识别潜力较大等优势。 而热红外发射率是物体在指定温度时的辐射能与同温度黑体辐射能的比值, 在常温范围内, 物体的发射率光谱与温度无关, 仅与材质属性及波长相关。 基于这一假设, 以山东省东营市胜利油田孤岛采油厂获取的原油样品与渤海湾海水为材料, 利用102F傅里叶变换热红外光谱辐射仪设计海面油膜发射率光谱实验, 系统的测量分析了海面油膜随厚度连续变化过程中海面油膜发射率的变化特征与产生机理。 结果表明, 海表油膜的热红外发射率在甚薄阶段(20~120 μm)变化较大, 利用热红外发射率光谱能够较好的探测海表甚薄油膜; 在8~10 μm和在13.2~14 μm波段范围内, 海水与厚度为20 μm的甚薄油膜存在较为稳定的发射率差异, 利用该光谱范围内的油膜发射率可以用来探测20 μm的甚薄油膜; 在11.7~14 μm波段范围内, 油膜发射率与其厚度相关性小, 油膜的发射率明显低于本底海水的发射率, 利用该光谱范围内的油膜发射率可以用来探测较薄油膜的有无; 在11.72, 12.2, 12.55, 13.48和13.8 μm这几个波长附近, 油膜发射率随着油膜厚度的增加呈现出递增或递减, 且变化幅度较大, 利用这几个波长附近谱段的发射率可以用来探测较薄油膜的发射率光谱响应。
遥感 海水 热红外 发射率 海面油膜 Remote sensing Seawater Thermal infrared Emissivity Offshore oil slick 
光谱学与光谱分析
2014, 34(11): 2953
作者单位
摘要
中国科学院遥感与数字地球研究所,遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
通过对760 nm氧气吸收特征的分析,构建波段半高宽分别为15、10、5和2.5 nm的高光谱传感器模型,提出了四种光谱匹配类型和六种光谱匹配算法.基于MODTRAN辐射传输模型模拟出包含光谱偏移信息的测量光谱与参考光谱,计算出不同匹配类型和匹配算法的在轨光谱定标精度.结果表明,采用测量表观辐亮度和参考表观辐亮度作为光谱匹配类型,以相关系数作为光谱匹配算法的光谱定标精度最高.
光谱定标 氧气吸收 光谱匹配 高光谱遥感 光谱偏移 Spectral calibration Oxygen absorption Spectral matching Hyperspectral remote Sensing Spectral offset 
光子学报
2014, 43(10): 1028001

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