介绍了一套测量太阳光衰减屏透过率的测量装置。该装置需要测量两组数据:安装太阳光衰减屏和不安装太阳光衰减屏透过的信号值,通过求两者在相同几何条件下比值的方式得出了衰减屏的透过率。提出采用多项式拟合插值的方式解决在轨角度密集的问题,计算可知拟合插值引入的不确定度优于0.04%。数据结果显示,衰减屏的平均透过率为13.3%,结果的总不确定性优于0.54%(覆盖因子k=2)。结果表明,该装置能够为太阳光衰减屏在轨使用提供数据支持。

为了实现头盔显示系统的功能, 在模拟器开发中, 采用体积小、质量轻的彩色微型有机发光显示器做图像源, 具有较高的亮度和分辨率; 通过构建双凸透镜和半透明平面镜组成的光学系统, 实现透视型、视准式显示, 满足了头盔显示的要求; 采用双摄像机和双红外辐射器图形的测量装置, 通过软件采集处理解算头盔位置, 使得位置测量范围大, 而且头盔附加质量小。应用结果表明, 模拟器通用性好, 功能和各项性能达到设计要求。该设计方案可为车载、舰载和机载头盔显示系统模拟器的研制提供借鉴。

太阳能热发电是高效利用太阳能资源的有效途径之一, 对缓解能源危机和环境污染具有重要的推动作用和深远的社会意义。 选择性吸收涂层是太阳能真空集热管的重要组成部分, 是决定太阳能与热能转换效率的关键因素。 针对高温状态下太阳能选择性吸收涂层光学性能的表征问题, 提出一种适用于高温金属-陶瓷选择性吸收涂层太阳光谱吸收率的测量方法。 基于双探测器的傅里叶光谱仪和具有涂层加热功能的积分球, 研制了能够防止高温氧化并模拟涂层工作温度的高真空测量装置, 实现0.3～2.5 μm、 室温-700 ℃太阳光谱吸收率的测量。 选取磁控溅射制备的Mo-SiO2选择性吸收涂层作为测量样品, 该样品具有双吸收层的多层膜结构。 对涂层样品不同温度下的太阳光谱吸收率进行了测量实验, 室温测量值与理论计算值进行了对比分析, 结果表明具有较好的一致性, 最大偏差仅为2.9%, 验证了涂层太阳光谱吸收率测量方法的可行性。 高温光谱吸收率测量对涂层参数设计的优化及吸收性能的提高具有重要的指导意义及推动作用。

介绍了一种用于测量表面接触角的简易装置,目的是为材料表面的润湿性实验研究过程提供一种简易专用装置和方法,替代昂贵的专用测量仪器,用于快速评估被测样品表面的接触角。装置由样品台、光学系统、三维平移台、移液器和计算机组成,对被测样品表面具有一定体积的液滴通过光学系统成像,并将CCD相机与计算机相结合,对液滴形态图像进行存储和分析,从而得到被测样品的表面接触角。对装置的结构、功能和使用方法进行了介绍。

植物叶片是植物光合作用的重要器官, 直接体现了植物生长及营养状况。 植物叶片反射、 透射的内部理化信息模型间接反映了植物生长过程中物质、 能量交换信息, 是植物生长过程精细化管理的前提和基础。 植物叶片空间光学特性对基于遥感的作物营养状况诊断、 虚拟植物光线传输模拟、 计算机图形学场景渲染等领域具有重大意义。 双向反射分布函数(BRDF)主要研究物体表面反射光的空间分布特性和光谱特性, 通过对作物叶片光学特性的获取和测定, 准确、 高效地表征作物生长参数, 并进行定量分析, 在植被遥感、 农业等领域的研究与应用中有着极大的优势。 为了更好地把BRDF技术应用于农业遥感、 数字农业等领域中, 将针对BRDF测量装置、 模型发展和分类及其在植物遥感检测中的应用等环节展开叙述。 最后结合综述内容, 分析了BRDF技术在农业遥感领域的局限, 并对其应用前景进行了展望。

基于二维自准直仪和坐标系旋转变换矩阵, 提出一种高精度、高稳定性三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)测量方法, 并设计了一种三维测角装置。介绍了该装置的工作原理和结构组成。建立了三维测角模型, 根据自准直测角原理和坐标旋转矩阵推导了理论算法。基于测量要求设计了光学系统, 采用现场可编程门阵列(FPGA)单芯片实现了实时双CMOS图像传感器的驱动成像、像点识别与细分定位、三维转角计算及与USB的快速通信。提出了三维测角装置的标定方法, 保证了实际设备参数与理论设计数据的统一。最后对提出的滚转角测量算法进行了实验验证, 并分析了影响测角精度的因素及其影响程度。标定和试验结果表明: 在±20′的视场范围内, 三维测角装置的偏摆角、俯仰角和滚转角的测量精度分别达到了2.2″, 2.5″和8.7″。该结果验证了设计的装置结构简单、稳定可靠、精度高, 且易工程实现三维姿态角的测量。

精确且已知面积的主光阑对于搭载在气象卫星上的太阳辐照绝对辐射计(SIAR)有着重要作用,其带来的不确定度分量是太阳辐射计测量辐照度不确定度的重要组成部分.有效面积法是一种测量主光阑面积的方法,其通过叠加高斯光束形成一个统一的照度均匀分布的光源区域,利用辐射测量中光阑对光束的限制效应定义主光阑面积.对SIAR 进行简单介绍,主要对有效面积法的测量原理进行理论分析及模拟仿真,提出了具体搭建测量装置的方案,并对主光阑面积进行测量,测量合成不确定度达到8.2 × 10-5 .该测量方法提高了太阳辐照绝对辐射计主光阑面积的测量精度,使得太阳辐照绝对辐射计测量辐照度的标准不确定度从8 × 10-4 提高到6.3 × 10-4 .

为减少惯性测量组合标定对转台的依赖, 降低标定对转台控制精度的要求, 在分析传统加速度计模观测迭代标定方法的基础上, 提出一种基于粒子群优化算法（PSO）的加速度计快速标定方法。首先, 基于模观测思想设计构造目标优化函数, 并将其作为PSO算法中的适应度函数, 实现了标定方法与PSO算法的连接；其次, 设计了基于最大化观测信息相对于待估计参数的敏感度函数的加速度计标定编排方案；最后, 对所提方法与牛顿迭代标定方法进行了对比仿真。仿真实验结果表明, 基于PSO算法的加速度计快速标定方法具有可行性、有效性, 与传统牛顿迭代标定方法相比更具有优越性。

微光像增强器是微光成像技术中的核心部件,微光像增强器的信噪比是像增强器的重要参数之一,它可以定量表征像增强器在探测弱辐射图像时的性能,可综合反映空间因素和时间因素对探测图像特性的影响。介绍了微光像增强器信噪比的测量原理和装置，测量装置采用精确的微孔光阑、可变光阑及共轭对称透镜系统，实现直径为0.2 mm的特定光斑投射在像增强器光阴极面上。采用光子计数技术，通过研究小探测面（探测直径小于4 mm）微弱光照度标定方法，解决了针孔微弱光照度的准确标定与直径为0.2 mm信噪比光源照度准确测量。