漫反射板远紫外BRDF测量方法研究与系统设计
发布时间：2021-11-02 19:58
在真空紫外到近红外波段,基于太阳-漫反射板的辐射定标方式可实现地球观测卫星多光谱探测器全孔径、全视场、高精度的在轨辐射定标。探测器利用太阳-漫反射板辐射定标的过程是通过已知的大气外太阳辐照度和漫反射板双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF）值确立探测器辐亮度标准的过程。对于紫外波段漫反射板的BRDF测量,特别是远紫外波段,难以找到强度高、稳定性好的光源,在光路传播过程中光能损耗大,微弱紫外光谱信号定标困难,现有测量手段难以实现对漫反射板远紫外波段BRDF的高精度测量。为实现星载漫反射板远紫外波段（110nm200nm）高精度的BRDF测量,在现有的BRDF测量理论基础上,总结了相对测量方法与绝对测量方法的优缺点,并结合远紫外波段的光谱特点提出了采用光源监测比例补偿方案的BRDF测量方法,采用这种方案极大地降低了远紫外波段BRDF测量过程中由于光源稳定性和探测器线性响应而带来的测量误差。根据光源监测比例补偿方案理论设计了一套BRDF自动测量系统,自主完成了测量系统中准直系统、调制扇分...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
圆形导轨式BRDF测量系统
图 1.2 机械臂式 BRDF 测量系统Figure 1.2 BRDF measurement system of the form of robot arm1.2[36]为机械臂式 BRDF 测量测量系统，这种机械臂式的测量机臂控制样品位姿外加光源一维旋转机构实现不同入射光方向的 BRDF 测量，通过光源转动与机械臂对漫反射板的方位控何入射角和散射角组合下的 BRDF 测量，位置精度较高，但是拉角变换，对机械臂控制和装调要求较高，同时机械臂的成本
第 1 章 绪论5图1.3 转台转臂式BRDF测量系统Figure 1.3 BRDF measurement system of the form of turnable arm图 1.3[37]为转台转臂式 BRDF 测量系统，该结构的测量系统光源部分固定不动，探测器位于转臂上随转台转动，可以实现测量方位角 0 ~360 和天顶角-90 ~90°的变化；测试样品位于样品台上，可以实现二维平移和一维旋转以控制探测点和入射光线角度的变化。这种转台式的结构原理简单，机械加工装调方便，相对成本较低，但是测量过程中会有部分挡光现象造成某些角度下的BRDF 值无法测量。1.2.2 国内外典型 BRDF 测量系统图 1.4 为美国国家标准与技术研究院研制的用来进行漫反射板 BRDF 测量的机器人光学散射仪。该仪器使用具有从 500nm 至 2450nm 连续宽带输出的超连续谱光纤激光器作为光源，使用真空吸盘将聚四氟乙烯（PTFE）漫反射板样品固定在六自由度机械臂上，通过光源转动与机械臂对漫反射板的方位控制几乎可以实现任何入射角和散射角组合下的 BRDF 测量
【参考文献】：
期刊论文
[1]星上定标漫射板远紫外BRDF测量方法[J]. 韩官,林冠宇,李博,汪龙祺,曹佃生. 光子学报. 2017(09)
[2]定标漫反射板实验室系统级BRDF测量方法[J]. 李明,宗肖颖. 红外与激光工程. 2017(01)
[3]漫反射板全光路全视场全口径在轨辐射定标技术[J]. 赵艳华,董建婷,张秀茜,王斌. 航天返回与遥感. 2016(02)
[4]星上定标漫反射板设计研究[J]. 施家定,张黎明,曹兴家,徐伟伟,韩慧达,王戟翔. 光学学报. 2015(08)
[5]基于六轴串联机械手的双向反射分布函数测量装置[J]. 李俊麟,张黎明,司孝龙,陈洪耀,王戟翔,沈政国. 光学精密工程. 2014(11)
[6]双向反射分布函数绝对测量装置研制[J]. 李俊麟,张黎明,陈洪耀,司孝龙,王戟翔,杨宝云,沈政国. 光学学报. 2014(05)
[7]多目标复合半实物仿真系统的杂散光分析[J]. 范志刚,胡海力,陈守谦,左宝君,倪辰. 应用光学. 2014(02)
[8]高精度星上定标漫射板双向反射分布函数绝对测量系统研究[J]. 陈洪耀,张黎明,施家定,司孝龙,沈政国,李俊麟,杨宝云,王戟翔,朱雪梅,杜志强. 大气与环境光学学报. 2014(01)
[9]光学双向反射分布函数的测量装置研究[J]. 刘若凡,张宪亮,苏红雨,曾道全,刘夏茹. 红外. 2014(01)
[10]真空紫外波段铝反射膜制备[J]. 林大伟,郭春,张云洞,李斌成. 光学学报. 2012(02)
博士论文
[1]真空紫外光谱传输特性测试研究[D]. 李博.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[2]真空紫外反射膜特性及相关技术研究[D]. 干蜀毅.中国科学技术大学 2008
[3]温度对材料双向反射分布函数影响的理论及实验研究[D]. 赵忠义.哈尔滨工业大学 2007
[4]星载太阳紫外光谱监视器辐射定标的研究[D]. 贾辉.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
硕士论文
[1]温度变化对铝材料的BRDF影响研究[D]. 孟令鹏.长春理工大学 2016
[2]基于BRDF光谱的空间碎片表面材料分析[D]. 秦珍珍.浙江工业大学 2015
[3]基于数字锁相放大器的微弱光电信号检测研究[D]. 商庆健.兰州交通大学 2015
[4]天基红外测量相机辐射定标及误差估计方法研究[D]. 周宇星.哈尔滨工业大学 2014
[5]极光形态及极光图像分类算法的研究[D]. 韩慎苗.西安电子科技大学 2012
[6]航空遥感相机辐射与几何实验室定标方法的研究[D]. 郑逢杰.河南理工大学 2011
[7]数字锁相技术研究[D]. 李文星.哈尔滨工业大学 2008
[8]高光谱干涉成像光谱仪的研究[D]. 许家榕.南京理工大学 2008
[9]物体表面反射特性测定方法的研究[D]. 黄冰峰.华中科技大学 2007
[10]真空紫外反射镜反射特性研究[D]. 孙青云.合肥工业大学 2006
本文编号：3472301
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
圆形导轨式BRDF测量系统
图 1.2 机械臂式 BRDF 测量系统Figure 1.2 BRDF measurement system of the form of robot arm1.2[36]为机械臂式 BRDF 测量测量系统，这种机械臂式的测量机臂控制样品位姿外加光源一维旋转机构实现不同入射光方向的 BRDF 测量，通过光源转动与机械臂对漫反射板的方位控何入射角和散射角组合下的 BRDF 测量，位置精度较高，但是拉角变换，对机械臂控制和装调要求较高，同时机械臂的成本
第 1 章 绪论5图1.3 转台转臂式BRDF测量系统Figure 1.3 BRDF measurement system of the form of turnable arm图 1.3[37]为转台转臂式 BRDF 测量系统，该结构的测量系统光源部分固定不动，探测器位于转臂上随转台转动，可以实现测量方位角 0 ~360 和天顶角-90 ~90°的变化；测试样品位于样品台上，可以实现二维平移和一维旋转以控制探测点和入射光线角度的变化。这种转台式的结构原理简单，机械加工装调方便，相对成本较低，但是测量过程中会有部分挡光现象造成某些角度下的BRDF 值无法测量。1.2.2 国内外典型 BRDF 测量系统图 1.4 为美国国家标准与技术研究院研制的用来进行漫反射板 BRDF 测量的机器人光学散射仪。该仪器使用具有从 500nm 至 2450nm 连续宽带输出的超连续谱光纤激光器作为光源，使用真空吸盘将聚四氟乙烯（PTFE）漫反射板样品固定在六自由度机械臂上，通过光源转动与机械臂对漫反射板的方位控制几乎可以实现任何入射角和散射角组合下的 BRDF 测量
【参考文献】：
期刊论文
[1]星上定标漫射板远紫外BRDF测量方法[J]. 韩官,林冠宇,李博,汪龙祺,曹佃生. 光子学报. 2017(09)
[2]定标漫反射板实验室系统级BRDF测量方法[J]. 李明,宗肖颖. 红外与激光工程. 2017(01)
[3]漫反射板全光路全视场全口径在轨辐射定标技术[J]. 赵艳华,董建婷,张秀茜,王斌. 航天返回与遥感. 2016(02)
[4]星上定标漫反射板设计研究[J]. 施家定,张黎明,曹兴家,徐伟伟,韩慧达,王戟翔. 光学学报. 2015(08)
[5]基于六轴串联机械手的双向反射分布函数测量装置[J]. 李俊麟,张黎明,司孝龙,陈洪耀,王戟翔,沈政国. 光学精密工程. 2014(11)
[6]双向反射分布函数绝对测量装置研制[J]. 李俊麟,张黎明,陈洪耀,司孝龙,王戟翔,杨宝云,沈政国. 光学学报. 2014(05)
[7]多目标复合半实物仿真系统的杂散光分析[J]. 范志刚,胡海力,陈守谦,左宝君,倪辰. 应用光学. 2014(02)
[8]高精度星上定标漫射板双向反射分布函数绝对测量系统研究[J]. 陈洪耀,张黎明,施家定,司孝龙,沈政国,李俊麟,杨宝云,王戟翔,朱雪梅,杜志强. 大气与环境光学学报. 2014(01)
[9]光学双向反射分布函数的测量装置研究[J]. 刘若凡,张宪亮,苏红雨,曾道全,刘夏茹. 红外. 2014(01)
[10]真空紫外波段铝反射膜制备[J]. 林大伟,郭春,张云洞,李斌成. 光学学报. 2012(02)
博士论文
[1]真空紫外光谱传输特性测试研究[D]. 李博.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[2]真空紫外反射膜特性及相关技术研究[D]. 干蜀毅.中国科学技术大学 2008
[3]温度对材料双向反射分布函数影响的理论及实验研究[D]. 赵忠义.哈尔滨工业大学 2007
[4]星载太阳紫外光谱监视器辐射定标的研究[D]. 贾辉.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
硕士论文
[1]温度变化对铝材料的BRDF影响研究[D]. 孟令鹏.长春理工大学 2016
[2]基于BRDF光谱的空间碎片表面材料分析[D]. 秦珍珍.浙江工业大学 2015
[3]基于数字锁相放大器的微弱光电信号检测研究[D]. 商庆健.兰州交通大学 2015
[4]天基红外测量相机辐射定标及误差估计方法研究[D]. 周宇星.哈尔滨工业大学 2014
[5]极光形态及极光图像分类算法的研究[D]. 韩慎苗.西安电子科技大学 2012
[6]航空遥感相机辐射与几何实验室定标方法的研究[D]. 郑逢杰.河南理工大学 2011
[7]数字锁相技术研究[D]. 李文星.哈尔滨工业大学 2008
[8]高光谱干涉成像光谱仪的研究[D]. 许家榕.南京理工大学 2008
[9]物体表面反射特性测定方法的研究[D]. 黄冰峰.华中科技大学 2007
[10]真空紫外反射镜反射特性研究[D]. 孙青云.合肥工业大学 2006
本文编号：3472301
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