1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室， 安徽合肥23003
2 中国科学技术大学， 安徽合肥3006
针对特殊准直光源的稳定性控制需求，提出一种基于振镜的激光功率稳定控制方法。将石英片与振镜连接固定，采用入射光角度与透过率的关系作为信号调节原理，当振镜带动石英片旋转时，对石英片透射的光信号大小进行调节。基于菲涅尔定律，开展平板玻璃旋转角度与透过率参数分析，论证旋转角度范围等参数，为实现光源的功率稳定提供输出参数支持。利用监视反馈探测器进行实时数据监测和反馈。通过PID算法，对监视探测器信号与参考调节功率对应电压的误差进行调制，实现对振镜输出角度的准确调节。采用该功率稳定器对He-Ne 632.8 nm激光器进行了稳功率实验，并采用Trap探测器进行功率输出的实验验证。试验结果表明：经过功率稳定控制后的激光器稳定性：其标准离差率CV为0.016%（1 800 s），其峰峰起伏SV为±0.042%（1 800 s）。峰峰起伏SV降至激光器自由运行时约为1/8.79，标准离差率CV改善1/13.76，稳定性得到了较好的改进。
激光功率稳定 振镜 菲涅尔定律 反馈控制 laser power stability scanlab Fresnel's law feedback control 光学 精密工程
2022, 30(24): 3189
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院，安徽 合肥 230026
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
4 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
为满足红外遥感器高精度等效噪声光谱辐亮度的定标要求，在原有的设计基础上改进了红外积分球辐射源研制制造工艺，满足真空低温使用要求。该积分球辐射源采用8组碳纤维石英电热管作为红外辐射介质，实现工作波段覆盖3~15 μm，可调辐射动态范围提升1倍。设计了辐射定标与测量光路，通过比对测量标准腔式黑体辐射源，实现红外积分球辐射源真空低温条件下的辐射定标。定标结果表明：红外积分球辐射源出光口法线Ф200 mm范围内的面均匀性为99.75%，±10°范围内的角度均匀性为99.81%，非稳定性为0.05%。实现了红外积分球辐射源光谱辐亮度输出等色温近线性可调功能，5 μm和10 μm辐亮度可调范围分别达到12.8 μW/(cm2·sr·nm)和1.6 μW/(cm2·sr·nm)。
遥感器 红外 积分球 辐射源 辐射定标 remote sensing infrared integrating sphere radiation source radiometric calibration 红外与激光工程
2021, 50(10): 20210516
1 中国科学院 通用光学定标与表征技术重点实验室，中国科学院 安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
LED外场辐射定标积分球光源基于辐射通量等效理论，用于星载微光遥感器的在轨辐射定标。该定标光源采用12组峰值波长670 nm的LED密集阵列发光单元，每组最大电功率300 W，辐亮度输出达到5.2×10?2 W·cm?2·sr?1，通过等效辐射通量面积校正后，能够适用于10?9 W·cm?2·sr?1量级的微光通道在轨定标。光源的参数检测结果表明：定标光源角度均匀性在±30°以内优于99.6%，平面均匀性优于99.7%，1 h内稳定性优于99.9%，具有优良的辐射特性。在敦煌中国遥感卫星辐射校正场对VIIRS微光通道进行了在轨实测试验，在轨响应结果为8.27×10?9 W·cm?2·sr?1（含月光贡献和大气影响），证明了该外场微光定标光源辐射量值设计的合理性。
微光 遥感器 参考光源 辐射定标 均匀性 low light level remote sensor reference light source radiometric calibration uniformity
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
为满足红外遥感器高精度定标和性能测试的要求,设计了一种高均匀性和宽辐射动态范围的红外积分球辐射源。积分球辐射源采用碳纤维石英电热管作为红外辐射介质,工作波段覆盖3~15 μm。利用积分球的空腔辐射理论和黑体辐射理论,提出子母镀金积分球串联的匀光方式,有效提高了红外积分球的均匀性。通过设计程控镀金光阑实现了动态范围的线性调节。建立了温度变化与辐射源辐亮度输出稳定性之间的关系,并确定了子母镀金积分球的温控精度。对红外积分球的特性进行分析与检测,结果表明:红外积分球出光口法线Φ200 mm范围内的面均匀性为98.87%,-15°~15°内竖直方向上的角度均匀性为99.69%,实现了动态范围的近线性可调功能,背景辐射小于同温度的黑体,非稳定性为0.16%,表现出较好的性能。红外积分球定标光源是传统黑体辐射源的有效补充,在红外遥感器的实验室光谱辐射定标中具有潜在的应用价值。
遥感 辐射定标 红外 积分球 辐射源 遥感器
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100101
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%。
气候变化 太阳辐射计 实验室定标 定标精度 climate change sunphotometer laboratory calibration calibration accuracy 大气与环境光学学报
2015, 10(4): 333
1 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 滨州学院物理与电子科学系, 山东 滨州 256603
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.
遥感 偏振遥感 偏振定标 偏振光源 线性偏振度
1 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 滨州学院, 山东 滨州 256603
为了获得更高精度的目标光谱偏振特性，结合现有的标准探测器技术与偏振探测技术原理，研制了一种光谱偏振分析仪。采用连续等角度间隔旋转检偏器对目标信号进行强度调制，通过傅里叶级数算法能够显著降低检偏器定位误差引起的偏振度测量不确定度。利用优化设计的测量主光路和大动态范围线性优良的标准陷阱探测器，保证了偏振度测量精度。利用可更换窄带滤光片实现了光谱偏振度测量。经实验验证，在0.1~0.99偏振度的范围内，光谱偏振分析仪的测量不确定度为0.15%。
光谱学 偏振 定标 陷阱探测器 高精度 光学学报
2014, 34(12): 1223001
中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
偏振相机内部的多个光学表面会改变入射光束的偏振状态,并且改变的程度与入射光束的偏振态、视场角和 方位角等因素有关。通过研究偏振光束与光学成像器件 的相互作用,推导了考虑光学系统偏振效应的通用辐射模型,并基于辐射模型简要描述了目标偏振信息的 反演方法及模型参数分离定标研究,给出了偏振相机的光学 定标方案,确立了偏振相机输出与入射光束斯托克斯参量 的定量关系,消除仪器自身的偏 振效应,准确反演目标的偏振信息,为偏振遥感图像的定量化应用 研究奠定基础。
偏振探测 偏振相机 定标 遥感技术 polarization detect polarization camera calibration remote sensing
1 中国科学院安徽光机所遥感研究室
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
简要叙述了叶绿素荧光仪的物理机理,详细介绍了将微弱荧光信号转换为具有较高信噪比的电压信号的电路设计.
光谱学 微弱信号检测 锁相放大器 荧光仪 spectroscopy weak signal detection lock-in amplifier fluorometer
中国科学院安徽光学精密机械研究所遥感研究室,安徽,合肥,230031
我们研制的ISI2000NV反射比/色差测量系统是兼有测量物体的光谱反射比特性及其色度特性两大功能的系统.它利用其内置的光谱仪可测得可见-近红外波段反射物体的半球空间的反射比,继而可反演出物体的色度特性.本文就后一功能在实现原理及计算方法上加以描述.
反射比 三刺激值 色差 1931 CIE-XYZ标准色度系统 reflectance tristimulus value color difference 1931 CIE-XYZ standardized trichromatic system
