可见至近红外自校准辐射定标光源设计与检测
发布时间：2021-02-24 19:11
相比传统的定标方法,基于自发参量下转换（SPDC）的自校准辐射定标光源具有自身绝对、可在任何时间和空间准确复现的技术特色,且观测结果与遥感器衰变无关,能避免传递误差累积,实现绝对定标。因此,本文根据太阳绝对光谱辐照度仪能够实现对太阳观测通道的系统级响应度定标的需求,开展了太阳绝对光谱辐照度仪在定标模式时的核心模块,即相关光子辐射定标光源的研究和设计工作。论文首先介绍了太阳绝对光谱辐照度仪的组成和作用,阐述了论文研究背景和意义。其次基于太阳绝对光谱辐照度仪的工作波段以及光路设计要求,分析了相关光子辐射定标光源需满足的技术指标,计算了 266 nm激光泵浦Ⅰ类共线非线性BBO晶体的相位匹配角、自发辐射定标光源的光谱分布、发散角和相关光子数率,为可见至近红外波段的相关光子辐射定标光源研制,包括装调和功能测试等提供理论依据。为满足相关光子辐射定标光源模块集成化要求,对各组件进行合理的布局和结构设计,组件的固定支撑结构具有可装调性,便于组装和调试。采取有限元法对比并分析了使用不同材料的结构对热力耦合工况的抵抗能力,结果表明,温度会影响光学元件的面形精度,更换材料可以提高结构对热力耦合工况的抵抗能...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 遥感技术与辐射定标的意义
1.2 遥感辐射定标原理与方法
1.3 实验室定标的传递方法
1.4 基于相关光子辐射定标方法的发展
1.5 论文主要研究内容
第2章 相关光子辐射定标光源的定标原理和技术指标
2.1 基于SPDC的相关光子定标原理
2.2 相关光子辐射定标光源技术指标
2.2.1 相关光子发散角指标
2.2.2 相关光子光斑指标
2.3 可见至近红外相关光子理论计算
2.3.1 相位匹配角和发散角
2.3.2 相关光子数率
第3章 相关光子辐射定标光源结构设计
3.1 相关光子辐射定标光源组成和布局
3.2 相关光子辐射定标光源结构
3.2.1 泵浦光整形光机设计
3.2.2 框体及其内部元件结构设计
3.2.3 晶体结构设计
3.3 静态刚度分析
3.3.1 面形精度评价方法
3.3.2 面形精度计算方法
3.3.3 静态刚度分析
第4章 相关光子辐射定标光源装调
4.1 装调所用仪器设备
4.2 装调方法及流程
4.2.1 内调焦望远镜对准
4.2.2 透镜的对准
4.2.3 光阑的放置
4.2.4 266 nm激光和内调焦望远镜的直接对准
4.2.5 晶体的放置和对准
第5章 光源模块测试实验
5.1 相关光子发散角测试
5.2 相关光子数率测试
5.2.1 测试原理
5.2.2 光子计数特性测试
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 创新点
6.3 下一步工作计划
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大口径空间反射镜轻量化设计及其柔性支撑[J]. 李慎华,关英俊,辛宏伟,袁野,李志来. 激光与红外. 2017(11)
[2]一种轻质薄型反射镜的挠性支撑结构设计[J]. 杨建莉,齐媛,杨晓强,朱镭,腾国奇,施道云. 应用光学. 2017(05)
[3]双通道自校准光谱辐射源光电探测效率的定标[J]. 高冬阳,胡友勃,刘岩,郭园园,夏茂鹏,李健军,郑小兵. 光学学报. 2016(11)
[4]光子计数器的线性测量和修正[J]. 胡友勃,李健军,夏茂鹏,高冬阳,郑小兵. 光子学报. 2016(06)
[5]基于可调谐激光器的太阳光谱辐照度仪定标方法[J]. 张艳娜,郑小兵,李新,刘恩超,李文伟. 红外与激光工程. 2014(08)
[6]通道式可见光近红外卫星遥感器辐射定标方法综述[J]. 王敏,何明元,张水平,陈晓颖,邱敏. 遥感信息. 2014(01)
[7]国外空间反射镜材料及应用分析[J]. 刘韬,周一鸣,江月松. 航天返回与遥感. 2013(05)
[8]平面光栅支撑结构设计及其面形分析计算[J]. 梁彪,刘伟,陈程. 光子学报. 2011(10)
[9]基于参变下转换效应的光辐射定标方法[J]. 李健军,郑小兵,卢云君,张伟,邹鹏. 光学学报. 2008(12)
[10]一种基于有限元分析的柔性支撑结构设计[J]. 杨利伟,李志来. 长春理工大学学报(自然科学版). 2008(01)
博士论文
[1]星上比辐射定标器及性能评估方法研究[D]. 李孟凡.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]自发参量下转换的光谱辐射特性理论分析与实验研究[D]. 高冬阳.安徽大学 2015
[2]CO2探测仪前置系统光机结构设计及分析[D]. 陈程.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[3]二氧化碳探测仪光谱仪系统光机结构设计及分析[D]. 梁彪.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]低功率抽运下BBO晶体倍频过程中热效应的研究[D]. 王宏.哈尔滨理工大学 2009
[5]面形精度评价方法研究[D]. 戴斌飞.苏州大学 2005
本文编号：3049821
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 遥感技术与辐射定标的意义
1.2 遥感辐射定标原理与方法
1.3 实验室定标的传递方法
1.4 基于相关光子辐射定标方法的发展
1.5 论文主要研究内容
第2章 相关光子辐射定标光源的定标原理和技术指标
2.1 基于SPDC的相关光子定标原理
2.2 相关光子辐射定标光源技术指标
2.2.1 相关光子发散角指标
2.2.2 相关光子光斑指标
2.3 可见至近红外相关光子理论计算
2.3.1 相位匹配角和发散角
2.3.2 相关光子数率
第3章 相关光子辐射定标光源结构设计
3.1 相关光子辐射定标光源组成和布局
3.2 相关光子辐射定标光源结构
3.2.1 泵浦光整形光机设计
3.2.2 框体及其内部元件结构设计
3.2.3 晶体结构设计
3.3 静态刚度分析
3.3.1 面形精度评价方法
3.3.2 面形精度计算方法
3.3.3 静态刚度分析
第4章 相关光子辐射定标光源装调
4.1 装调所用仪器设备
4.2 装调方法及流程
4.2.1 内调焦望远镜对准
4.2.2 透镜的对准
4.2.3 光阑的放置
4.2.4 266 nm激光和内调焦望远镜的直接对准
4.2.5 晶体的放置和对准
第5章 光源模块测试实验
5.1 相关光子发散角测试
5.2 相关光子数率测试
5.2.1 测试原理
5.2.2 光子计数特性测试
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 创新点
6.3 下一步工作计划
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大口径空间反射镜轻量化设计及其柔性支撑[J]. 李慎华,关英俊,辛宏伟,袁野,李志来. 激光与红外. 2017(11)
[2]一种轻质薄型反射镜的挠性支撑结构设计[J]. 杨建莉,齐媛,杨晓强,朱镭,腾国奇,施道云. 应用光学. 2017(05)
[3]双通道自校准光谱辐射源光电探测效率的定标[J]. 高冬阳,胡友勃,刘岩,郭园园,夏茂鹏,李健军,郑小兵. 光学学报. 2016(11)
[4]光子计数器的线性测量和修正[J]. 胡友勃,李健军,夏茂鹏,高冬阳,郑小兵. 光子学报. 2016(06)
[5]基于可调谐激光器的太阳光谱辐照度仪定标方法[J]. 张艳娜,郑小兵,李新,刘恩超,李文伟. 红外与激光工程. 2014(08)
[6]通道式可见光近红外卫星遥感器辐射定标方法综述[J]. 王敏,何明元,张水平,陈晓颖,邱敏. 遥感信息. 2014(01)
[7]国外空间反射镜材料及应用分析[J]. 刘韬,周一鸣,江月松. 航天返回与遥感. 2013(05)
[8]平面光栅支撑结构设计及其面形分析计算[J]. 梁彪,刘伟,陈程. 光子学报. 2011(10)
[9]基于参变下转换效应的光辐射定标方法[J]. 李健军,郑小兵,卢云君,张伟,邹鹏. 光学学报. 2008(12)
[10]一种基于有限元分析的柔性支撑结构设计[J]. 杨利伟,李志来. 长春理工大学学报(自然科学版). 2008(01)
博士论文
[1]星上比辐射定标器及性能评估方法研究[D]. 李孟凡.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]自发参量下转换的光谱辐射特性理论分析与实验研究[D]. 高冬阳.安徽大学 2015
[2]CO2探测仪前置系统光机结构设计及分析[D]. 陈程.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[3]二氧化碳探测仪光谱仪系统光机结构设计及分析[D]. 梁彪.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]低功率抽运下BBO晶体倍频过程中热效应的研究[D]. 王宏.哈尔滨理工大学 2009
[5]面形精度评价方法研究[D]. 戴斌飞.苏州大学 2005
本文编号：3049821
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