凌云光技术集团有限责任公司 相机开发部, 北京 100094
为了满足印刷等高端工业检测中物体快速运动, 需要大幅面、高行频、高分辨率图像采集等要求, 研发了一款微米级高分辨率、高速线阵工业相机。首先, 介绍了高行频、高分辨率国产CMOS图像传感器GL0816的功能与特点。然后, 基于该芯片设计了一套高速大幅面高分辨率线阵工业相机系统, 该系统采用FPGA作为整个系统的控制核心, 以DDR3L SDRAM作为图像缓存器, 以GigE vision2.0协议为输出标准, 以SFP+作为高速图像输出接口。最后, 搭建相机系统测试环境, 对所设计的相机进行系统测试。结果表明: 该相机系统行分辨率为8 192, 可连续采集2 000行作为一帧图像输出, 行频为50 kHz, 动态范围为57.32 dB, 信噪比为40.95 dB, 具有实时图像采集功能。该相机系统具有大幅面、高帧频、高分辨率、高信噪比、宽动态范围等优点, 适用于印刷检测行业快速运动目标捕获成像及图像实时显示。
CMOS图像传感器 高分辨率 线阵 CMOS image sensor high resolution line array FPGA FPGA gigE vision2.0 GigE vision2.0
1 中国科学院 通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
鉴于精确的光谱辐射定标精度验证对于高光谱遥感器的现场定标和数据应用非常必要, 以SVC光谱辐亮度计为例, 利用多波段辐亮度标准传递探测器和新型的光谱可调积分球参考光源, 设计了一种高光谱遥感器光谱定标精度的验证方法。该方法利用新型光谱可调积分球参考光源在待测波段内分别输出光谱形状单调上升和单调下降的光谱辐亮度状态, 通过光谱匹配技术, 即平移改变SVC光谱辐亮度计的波长, 分析比对MRSTD和SVC光谱辐亮度计测量辐亮度的相对偏差。比对结果为光谱定标验证精度优于±0.2 nm, 辐射定标验证精度小于5%。
标准传递探测器 定标 参考光源 辐亮度 验证 standard transfer detector calibration reference light source radiance validation
1 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东 青岛 266555
低温辐射计是当前光辐射功率计量的最高标准，其测量精度的评价可以通过不同低温辐射计之间的比对来完成。开展了不同定标光路的低温辐射计比对实验。实验采用中国科学院安徽光学精密机械研究所研制的陷阱探测器作为传递标准，在633 nm波段对传递探测器的光谱响应度进行了绝对标定。比对结果表明，传递探测器的绝对光谱响应度的测量一致性为3.6×10-3，定标总合成不确定度为3.3×10-4(k=1)，实验结果验证了两家单位低温绝对辐射计定标系统的可靠性和高精度。
低温辐射计 比对实验 传递探测器 新型定标光路 cryogenic radiometer comparison experiment transfer detector novel calibration schema 红外与激光工程
2016, 45(3): 0317004
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
2 The 41st Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Qindao 266555, China
We introduce a novel calibration optical path of the cryogenic radiometer, which can avoid the repeated dismounting measurement and eliminate the negative influence of Brewster window effect on calibration result. The novel calibration optical path is used to calibrate the absolute spectral responsivity of the standard transfer detector at 633 nm, the results of which are compared with the ones of the previous structure. It is shown that comparing the previous results to the structure optimization, the measurement uncertainty of laser power reduces by a factor of 2, the measurement uncertainty on the absolute spectral responsivity of the transfer detector decreases by 15%, and the consistence of the calibration on absolute spectral responsivity is 4.0×10 3. The experiment result proves that the novel calibration optical path of cryogenic radiometer can effectively reduce the calibration uncertainty against standard detector and improve the accuracy of calibration.
120.3930 Metrological instrumentation 120.3940 Metrology 120.4570 Optical design of instruments 120.4640 Optical instruments 120.4800 Optical standards and testing Chinese Optics Letters
2015, 13(5): 051201
1 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东 青岛 266555
标准传递探测器在红外波段的绝对光谱响应度定标不确定度较大且难以降低，其主要影响因子是窗口透过率的测量不确定度，该项因子是由布儒斯特窗口的状态复现引入。给出了陷阱型标准传递探测器在1 064 nm波段溯源于低温绝对辐射计的定标实验过程和结果。介绍了低温辐射计新型Y型定标光路，该光路消除了低温辐射计窗口反射损耗引入的不确定性。实验测试了探测器在1 064 nm波段的线性、空间响应均匀性、稳定性和空间偏振非敏感性。结果表明：传递探测器绝对光谱响应度定标的不确定度优于0.023%，响应度重复性的实验结果表明了Y型低温辐射计定标光路改造的可行性。
低温辐射计 传递探测器 不确定度 新型定标光路 cryogenic radiometer transfer detector uncertainty novel calibration optical path 红外与激光工程
2015, 44(12): 3812
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100101
太阳辐射计是全球AERONET站点最重要的观测设备,为获取全球气溶胶时空分布提供了大量的观测数据。研究一种直接溯源于低温绝对辐射计的 高精度定标方法,可以在实验室环境条件下获得太阳辐射计的直射通道和天空漫射通道的定标系数,详细介绍了太阳辐射计实验室定标原理、实验装置, 在太阳辐射计的主要工作波段扫描获得绝对光谱响应度定标曲线,并对测量结果进行了不确定度分析。结果表明,天空漫射通道的定标不确定度低于0.8%, 太阳直射通道的定标不确定度低于2.06%。
气候变化 太阳辐射计 实验室定标 定标精度 climate change sunphotometer laboratory calibration calibration accuracy 大气与环境光学学报
2015, 10(4): 333
1 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 滨州学院物理与电子科学系, 山东 滨州 256603
介绍了一种新型高精度大动态范围可调线性偏振度参考光源(VPOLS-II),在0.46~2μm 波段内线性偏振度调节范围达到0~0.72.VPOLS-II采用四片平板玻璃起偏的工作原理,辐射光源经过积分球和扩束器准直系统形成具有较高均匀性和平行度的入射光,再经过偏振态调节器输出不同线性偏振度的偏振光.将光谱偏振分析仪实验测量结果与理论计算值进行了比对,分析了VPOLS-II输出线性偏振度不确定度的影响因素.结果表明,线性偏振度范围0~0.72 内,VPOLS-II 的线性偏振度与理论预测值的差异小于6×10-3.在线性偏振度范围0.01~0.09 和0.09~0.72 内,线性偏振度的不确定度分别为8.8%~0.936%和0.936%~0.184%.这种新型参考光源可用于偏振光学遥感器的实验室偏振定标和系统级性能检测.
遥感 偏振遥感 偏振定标 偏振光源 线性偏振度
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100101
依据我国气溶胶光学特性监测网(CARSNET)辐射定标方法和流程,分析了太阳辐射计实验室辐射定标技术 需求与特点。为完善目前CARSNET所采用辐射定标方法中太阳辐射计天空散射辐射通道短波段定标和 提高太阳辐射计气溶胶反演精度,研制了应用于太阳辐射计的LED光谱可调积分球参考光源。测试结 果表明该参考光源在出光口中心 20 mm区域内的面均匀性优于99.9%, ±2小角度范围内角度均匀性 优于99.9%,其输出2 h内的稳定性优于99.8%,满足太阳辐射计天空散射辐射通道短波段定标要求。
定标 太阳辐射计 天空散射 参考光源 calibration sun radiometer sky diffuse reference light source
中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了实现大口径、宽视场光学遥感器的辐射定标，研制了新型的直径3 m、出光口直径1 m的可变光谱积分球光源。采用多种波长的发光二极管密集阵列发光单元, 结合卤钨灯发光单元，在400~2500 nm波段实现了绝对辐亮度和光谱分布的动态可调, 开发了光谱自动匹配算法，能够模拟阳光、海水、植被、沙漠等典型目标光谱。参考光源采用循环水冷温控和高精度可编程直流电源驱动技术，保障了光源的稳定性。检测结果表明：光源角度均匀性在±60°以内优于99.4%，面均匀性优于99.5%，2 h内稳定性优于99.8%。
测量 积分球 参考光源 光谱匹配 辐射定标
中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
针对太阳绝对光谱辐照度仪研制过程中入射狭缝光阑高精度测量的实际需求,研制了基于激光衍射的狭缝宽度检测系统。该系 统以激光作为光源,使用NMOS线列探测器作为检测传感器、以混合信号单片机C8051F为主控处理器,结合CPLD作为时序发 生器和片上12位模数转换器,并采用最小二乘法对测量数据进行拟合提取条纹中心位置,实现了狭缝的高精度检测。系统 可检测狭缝范围为0.02～0.5 mm,并在对太阳绝对光谱辐照度仪中标称为0.1 mm的狭缝测量中 获得了2.5×10-3
狭缝测量 NMOS线列探测器 光电检测系统 最小二乘法 slit width measurement NMOS linear image senor opto-electronic system least-squares
