介绍一种多波段偏振成像仪的集成设计及实验室偏振定标方案。通过可调偏振度光源验 证仪器偏振定标精度,在10°视场内,当光源偏振度低于0.6时,仪器490 nm通道 偏振度测量相对误差优于1.6%, 670 nm通道偏振度测量相对误差优于1.7%。设计了多波 段偏振成像仪的系统软件,详细介绍了各个功能模块及自动化观测算法,通过敦煌辐射校正场 外场试验,验证了仪器野外运行的稳定性以及系统软件设计的合理性与实用性。

黑体辐射源作为初级标准, 其辐射特性的测量精度决定了整个标准传递链路的不确定度。为了提高黑体的辐亮度测量精度, 研制了一台可直接观测黑体辐亮度的双通道热红外标准辐亮度计。根据仪器的工作原理, 采用自行研制的高精度水浴黑体获取标准辐亮度计的定标系数。实验结果表明, 该辐亮度计的1 h信号非稳定性优于0.3%, 定标系数拟合不确定度优于1.23%, 5 μm通道整体不确定度为0.39%, 10 μm通道整体不确定度为1.3%。可实现黑体辐亮度与实验室辐射标准之间的传递。

用于偏振光学遥感器定标的参考光源, 其偏振态的检测精度会直接影响偏振光学遥感器的定标精度, 进而影响目标特性的反演水平。 选用870 nm波段的水平线偏振光作为被测试的定标参考光源, 通过旋转1/4波片(quarter-wave plate, QWP)对其光强进行调制。 调制光强可表达为波片快轴旋转角度的傅里叶级数, 采用傅里叶变换法反演出级数的系数, 根据该系数即可计算出被测试光源的Stokes参量。 给出10次测量各参量及偏振度的平均值、 标准偏差、 合成不确定度以及测量平均值与理论值的相对偏差。 为提高测试精度, 通过对波片快轴初始定位角度偏差Δα、 延迟量偏差Δδ与检偏器透光轴角度偏差Δβ进行分析, 提出了偏差修正模型。 该模型通过Stokes参量检测偏差随Δδ和Δβ的变化趋势及实际偏差值, 确定Δδ和Δβ的大小。 结合模拟出的波片快轴初始定位角度偏差Δα, 对实验装置加以调整, 再次对光源的偏振态进行检测。 结果表明, 基于该修正模型测得光源的各Stokes参量与理论值最大偏差从未经修正的3.77%降低至1.41%。 证实了基于本实验的原理、 装置、 测量方法及所提出的偏差修正模型可有效提高定标参考光源偏振态检测的精度。

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。

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。

理论模拟了I类自发参量下转换产生的相关光子光谱圆环的空间辐射角度及光强分布，搭建了相关光子圆环光强分布的实验测量装置，该装置利用355 nm连续激光器泵浦BBO晶体产生I类自发参量下转换相关光子圆环，使用CMOS传感器作为相关光子圆环探测单元，通过2×2维点阵扫描方法探测了完整的相关光子圆环，测量的光谱分布为430~860 nm.实验结果表明：测量的相关光子圆环直径与理论值符合较好；I类自发参量下转换过程产生的相关光子在空间呈同心圆环分布；相关光子光谱具有宽光谱分布特点.

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。

辐照度基法确定卫星各波段的定标系数时,要求精确测量辐射定标场的地表反射率和漫射辐射度与总辐射度的比值。中国科学院通用光学定标与表征技术重点 实验室分别于2013年6～8月及2014年8月期间,协同其他单位在敦煌校正场运用辐照度基法进行场地辐射定标,实测过程中使用ASD、SVC光谱辐射计,运用野 外参考板反射率因子法确定敦煌校正场的地表反射率。详细阐述地表反射率测量方式及数据处理方法,根据实地观测数据,分析当前场区的地表反 射率并与历史数据相互比对。结果显示,敦煌校正场地表反射率在时间和空间上均保持良好的稳定性。