分光谱辐射表光学系统设计和定标方法研究

发布时间：2017-10-11 03:10

  本文关键词：分光谱辐射表光学系统设计和定标方法研究

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【摘要】：分光谱辐射表是应用于气象观测领域的太阳辐射测量仪器。随着光谱测量的发展,分光谱辐射表从辐照-时间二维积分观测向辐照-波长-时间三维太阳光谱精细化观测方向发展。论文针对太阳光380nm-1000nm可见和近红外波段的分光谱辐射表,开展光学系统和定标方法研究。在分析分光谱辐射表国内外发展现状的基础上,阐述了分光谱辐射表的工作原理,提出了分光谱辐射表的总体设计方案。优化设计了分光谱辐射表入射耦合系统和分光系统,依据太阳辐射和光纤光学理论,设计了入射耦合系统中收光筒和导光锥;研究了分光结构,运用ZEMAX软件,对基于平面光栅的交叉C-T结构和基于平场全息凹面光栅的单光栅结构进行了优化设计,比对试验结果表明,所选用的单光栅结构光谱几何像和能量响应优于交叉C-T结构。深入研究了分光谱辐射表的光谱定标和辐射定标方法,并搭建了定标系统,通过实验得出分光谱辐射表的波长定标方程、光谱分辨率和辐射定标精度,结果表明,光谱分辨率5nm,辐射定标精度±4.6%。
【关键词】：分光谱辐射表 入射耦合系统 分光系统 光谱定标 辐射定标
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH753.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题来源及研究目的和意义8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 研究目的及意义8-9
• 1.2 国内外现状和发展趋势9-12
• 1.2.1 国内发展现状和研究趋势9
• 1.2.2 国外发展现状和研究趋势9-12
• 1.3 论文主要研究内容与主要技术指标12-13
• 1.3.1 论文主要研究内容12
• 1.3.2 论文主要技术指标12-13
• 第二章 分光谱辐射表总体设计方案13-18
• 2.1 分光谱辐射表工作原理13-14
• 2.2 分光谱辐射表的总体结构14
• 2.3 分光谱辐射表的各部分组成14-18
• 2.3.1 分光谱辐射表光学系统14-15
• 2.3.2 分光谱辐射表机械系统15-16
• 2.3.3 分光谱辐射表控制系统16-18
• 第三章 分光谱辐射表入射耦合系统设计18-23
• 3.1 分光谱辐射表耦合系统设计18-20
• 3.1.1 收光筒的设计18-19
• 3.1.2 导光锥的设计19-20
• 3.2 设计结果和实验验证20-23
• 第四章 分光谱辐射表分光系统设计23-37
• 4.1 分光谱辐射表分光系统的特点及组成23-24
• 4.2 分光谱辐射表分光系统设计24-34
• 4.2.1 探测器的选取24-25
• 4.2.2 基于平面光栅的光学系统设计25-29
• 4.2.3 基于平场全息凹面光栅的光学系统设计29-33
• 4.2.4 滤光片的选取33-34
• 4.3 两种结构的比对试验34-36
• 4.4 小结36-37
• 第五章 分光谱辐射表定标方法研究37-46
• 5.1 分光谱辐射表光谱定标技术37-41
• 5.1.1 分光谱辐射表光谱定标方法37-39
• 5.1.2 分光谱辐射表光谱定标装置及定标过程39-41
• 5.2 分光谱辐射表辐射定标技术41-46
• 5.2.1 分光谱辐射表辐射定标方法41-43
• 5.2.2 分光谱辐射表辐射定标实验43-46
• 第六章 总结与展望46-48
• 6.1 总结46
• 6.2 论文的主要创新工作46-47
• 6.3 展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文52

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本文编号：1010137