魏烨艳 1,2,3白先勇 1,2,4张志勇 1,2,4冯志伟 1,2,3,*宋谦 1,2,3
1 中国科学院 国家天文台，北京000
2 中国科学院大学 天文与空间科学学院，北京100049
3 中国科学院 国家天文台 天文光学重点实验室，北京100101
4 中国科学院 国家天文台 太阳活动重点实验室，北京100101
为了实现对太阳中红外光谱CO 4.66 μm波段的观测，设计了一台光谱中心波长为4.667 μm的高分辨中红外光谱仪。基于科学观测需求分析了光谱仪的技术指标，为降低红外仪器的背景辐射，光谱仪整体置于真空制冷环境中；为达到高分辨率的观测需求，采用中阶梯光栅作为分光器件；为获得更优的像质，同时达到压缩光路的目的，光谱仪采用李特洛结构与离轴三反消像散技术相结合的光学设计，离轴三反同时承担了光谱仪中准直和成像的功能。在同轴三反系统的几何光学成像理论的基础上，研究了同轴三反结构、离轴三反结构以及光谱仪结构的求解和设计优化方法。光谱仪的焦距为1 300 mm，数值孔径为0.035，视场为20.3'×0.158'，系统的整体尺寸小于700 mm。结果表明，在工作波段范围内，光谱仪点列图的均方根直径小于5 μm，能量集中于一个像元尺寸范围内，光谱仪系统设计结果满足要求。
光学设计 中红外 光谱仪 中阶梯光栅 李特洛 离轴三反消像散 optical design mid-infrared spectrograph echelle grating littrow three-mirror anastigmatic
1 中国科学院太阳活动重点实验室, 北京100012
2 中国科学院国家天文台, 北京100012
3 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
4 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650500
平场改正可以扣除日冕仪成像过程中的不均匀性, 是其数据定标的必要步骤。提出一套基于乳白玻璃测量日冕仪平场的装置和方法, 并开展了相关模拟和实地测量以验证该方法的可行性。首先, 模拟了太阳经乳白玻璃后在日冕仪观测视场内扩散光源的均匀性, 模拟结果表明其均匀度为99.98%, 十分接近理想的均匀面光源。其次, 测量了12 cm地基日冕仪的平场, 测量结果显示该方法可以测量出日冕仪成像的不均匀性, 如探测器的条纹。平场改正后的结果符合日冕和天空背景亮度的径向分布。最后, 为评价利用乳白玻璃测量平场的有效性, 将其和天空平场进行了对比, 二者相关系数为99.94%, 线性拟合斜率为1, 具有极强的相关性。
光学器件 扩散片 日冕仪 图像分析 平场 光度测量
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气成分和光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院国家天文台 中国科学院太阳活动重点实验室, 北京 100049
3 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230031
大口径的地基红外望远镜必须安装在具有良好大气条件的观测台站才能充分发挥其性能, 天空背景辐射和大气传输特性是地基红外望远镜站址选择所需考虑的重要内容。采用消光-小角度散射法在西藏羊八井实测了太阳直接红外辐射和大气背景红外辐射, 并根据备选站点的大气参数, 采用CART软件计算了当地8~14 μm波段整层垂直大气的光谱透过率、太阳直接光谱辐射和地面大气垂直向下的背景光谱辐射, 以及相关量的波段积分值, 这些结果有助于地基红外太阳望远镜的站址选择。
红外天文望远镜 太阳直接辐射 大气透过率 infrared astronomical telescope CART CART direct solar radiance atmospheric transmittance 红外与激光工程
2016, 45(12): 1204005
1 中国空空导弹研究院， 河南 洛阳 471009
2 航空制导武器航空科技重点实验室， 河南 洛阳 471009
在红外末制导导弹高速飞行过程中，侧窗与大气产生剧烈摩擦，引起气动加热效应。随着导弹速度的提高，气动加热对探测性能的负面影响越来越明显。针对这一问题，对超音速导弹导引头平板侧窗的喷流技术的进行了理论建模；采用计算流体动力学( CFD)仿真的方法，分析了侧窗外表面的气动热流场变化；探讨了通过对侧窗外表面进行喷流的措施改变温度场分布的技术。研究结果表明：该技术能够有效地降低侧窗气动热影响，抑制红外成像热背景干扰，提升了导引头在高速飞行过程中的探测性能。
热防护 气动加热 导引头侧窗 侧窗喷流 thermal protection aerodynamic heating seeker side window side window jet
开发了一种应用于大功率LED散热的排式热管散热器。在大空间自然对流冷却环境中, 分别在0°、30°、60°、90°放置条件下对其启动性能、均温特性、散热性能进行了试验研究。试验结果表明：散热器启动性能良好, 启动时间约为67min;在输入功率为30~70W的范围内, 热源表面中心点温度不超过75℃;各倾角下散热器均具有较低的总热阻及扩散热阻, 0°放置时总热阻最小。基于试验所得结果, 通过计算LED结温论证了排式热管散热器在各倾角条件下均可满足热输出70W以下大功率LED散热的需求。
大功率LED 排式热管散热器 传热性能 自然对流 high power LEDs platoon type heat pipe radiator temperature conductivity natural convection
1 中国科学院国家天文台, 北京 100012
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 北京理工大学光电工程系, 北京 100081
4 首都师范大学信息工程学院, 北京 100037
基于傅里叶功率谱理论,提出应用随机白噪声图案透射靶标的测量方法分析倍增过程对系统调制传递函数的影响。通过建立系统综合模型,给出了倍增调制传递函数的分析方法,并利用实验测量获得了不同倍增增益时的倍增调制传递函数。实验结果表明,与无倍增时相比,倍增对系统调制传递函数的影响很大,尤其是在高倍增增益时,在Nyquist频率处,调制传递函数平均下降达30%。对实验中辅助成像光学系统的调制传递函数、混叠噪声和对焦判断的方法等也进行了讨论。
光学测量 电子倍增电荷耦合器件 调制传递函数 随机白噪声靶标
1 中国科学院半导体研究所,国家光电子工艺中心,北京,100083
2 中国科学院半导体研究所,超晶格国家重点实验室,北京,100083
3 长春光机学院,吉林长春,130022
采用窄条宽选区生长化学气相沉积(NSAG-MOCVD)技术在掩膜宽度0～40 μm范围内,获得波长漂移达177.5 nm的高质量的InGaAsP材料,经推导,获得各个生长区域的组份、应变和In,Ga的气相浓度增加因子的比值随掩膜条宽的变化关系,并且认为该比值在阈值掩膜宽度范围内,与Ⅲ族分压比相关,大于阈值掩膜宽度范围内,与Ⅲ族源无关.此外,对材料富In现象作了合理解释.
窄条宽选区生长 化学气相沉积 波长调制
