太阳衰减屏光衰减非均匀性对星上定标的影响

发布时间：2021-10-04 23:49

　　利用定标光谱仪（SCS）实际光学系统参数,分析了经太阳衰减屏（SAC）衰减后的太阳漫反射板（SD）的出射辐亮度非均匀性来源。基于星上定标时刻漫反射板光谱辐亮度物理模型,结合实验室部分实测参数计算得到整年星上定标时段的漫反射板出射辐亮度角度变化规律,并与以实验室小发散角太阳模拟器作为照明光源测得的SCS漫反射板出射辐亮度随照明角度变化的规律进行了比较,验证了星上漫反射板定标时刻光谱辐亮度物理模型的正确性,且光通过太阳衰减屏照明漫反射板得到的出射辐亮度在SCS焦平面的能量非均匀性可优于0.47%/（°）,满足SCS相对辐射定标对辐射源工作区域在其焦平面均匀性优于99.5%的要求。最后,根据实际应用状态,分析得到太阳衰减屏+漫反射板方式形成的星上光谱辐亮度标准面源量值不确定度可优于2.13%。 

【文章来源】：光学学报. 2020,40(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

太阳衰减屏+太阳漫射板星上定标原理图

太阳衰减屏配合太阳漫射板使用，放置于太阳漫射板前端，通过控制零件通光孔的大小与间距（孔占比）来降低到达太阳漫射板的太阳光谱辐照度，在可确保太阳漫射板具有极佳朗伯性的照明条件下得到低辐亮度面源，实现匹配遥感器观测目标典型辐亮度的高精度星上定标。同时，太阳衰减屏具有抑制来自地球、大气的杂散光功能，在衰减屏通光孔背光一侧，设计了类似“百叶窗”的结构，使整年定标时段内的光可通过，其余杂光均被阻挡[10]。由于制造能力限制，太阳衰减屏通光孔大小和间距不可能完全一致，图2所示为衰减屏表面通光孔光学显微镜成像测量的结果，其中最大通光孔径为518μm，与最小通光孔径505μm相差13μm，且衰减屏通光孔处厚度不可能为0，因此随太阳照明角度变化，经衰减屏到达漫反射板的能量会有差异。太阳-衰减屏-漫反射板三者间的几何关系都相对固定，在实验室可测出依赖照明角度变化的衰减屏的光通过率的相对分布，用于消除辐射定标计算时的几何因素影响。为此，在实验室使用双平行光管衰减屏专用光通过率测量装置，对衰减屏光通过率进行了测量[11]，测量结果如图3所示。图3 太阳衰减屏光通过率的角度分布

太阳衰减屏光通过率的角度分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳衰减屏的设计及性能评估[J]. 许和鱼,张黎明,司孝龙,徐伟伟,黄文薪,刘辉,汪伟,乔延利.  量子电子学报. 2018(03)
[2]星上定标衰减屏特性的测试方法[J]. 汪伟,张黎明,黄文薪,杨宝云,王戟翔,许和鱼,包诗薇.  光学学报. 2018(09)
[3]星上反射率定标原理及其精度保持方法研究[J]. 黄文薪,张黎明,司孝龙,曹兴家,朱雪梅,李孟凡.  光学学报. 2016(06)
[4]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)
[5]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)
[6]光学传感器星上定标漫射板的特性测量[J]. 杨本永,张黎明,沈政国,乔延利.  光学精密工程. 2009(08)



本文编号：3418575