作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
3 季华实验室,广东 佛山 528200
针对大口径透镜,提出了一种新型混合柔性支撑结构,能够使透镜同时满足面形精度及位置精度要求。首先利用卡氏第二定理对各柔性铰链进行分析,建立支撑组件整体柔度模型。然后以柔性支撑组件的总变形能为目标函数,以位置精度及实际使用空间要求为约束,建立结构优化设计模型。之后确定径向柔性支撑结构对组件整体柔度的敏感度最大并对其刚度进行验证。最后对优化后的透镜组件整体结构进行有限元分析,同时利用曲面拟合方法计算镜面面形精度。仿真结果表明,在该新型混合柔性支撑结构的作用下,透镜在各要求工况下的面形精度均优于λ/20 (λ=632.8 nm)。所设计的新型混合柔性支撑结构及其理论分析过程可为高精度大口径透镜的支撑技术提供参考。
大口径透镜 柔性支撑结构 有限元分析 卡氏第二定理 large-aperture lens flexible support structure finite element analysis Castigliano’s second theorem 
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210670
吴时超 1,2王先华 1,*叶函函 1李超 1,2[ ... ]王晓迪 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
基于我国GF-5号卫星上大气温室气体监测仪(GMI)的遥感数据,开展中国区域的CO2反演实验,根据中国区域特征差异对CO2廓线样本进行统计,构建了适合中国区域特征、具有代表性的样本集,然后将统计反演得到的CO2廓线作为初始值代入物理反演方法当中,形成协同统计和物理方法的新算法。通过分析新算法的反演结果,得出协同反演算法在单独使用物理反演算法的基础上精度提高了47.7%,其反演结果与国际上同类型的卫星OCO-2提供的观测结果的相关性达到88.5%。
大气光学 大气温室气体监测仪 CO2 协同反演算法 
光学学报
2021, 41(15): 1501002
吴时超 1,2王先华 1,*叶函函 1李超 1,2[ ... ]王晓迪 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
利用辐射传输模型(SCIATRAN)联合高分辨透射率谱线(HITRAN)库对包含 13CO2强吸收特征的中红外光谱进行特性分析,发现中红外相比于近红外与热红外波段, 13CO2的吸收特征更为明显,并且中红外波段对对流层5~15 km处的二氧化碳浓度变化极为敏感。大气的对流与交换使得中高层CO2的浓度变化与近地表息息相关。通过对光谱特性的分析,得出影响二氧化碳反演的主要因素是水汽、温度和氧化亚氮。在进一步研究利用卫星遥感数据反演得到的 13CO2浓度时,给出了反演的必要条件,其中水汽廓线需满足50×10 -6的精度,温度廓线需要满足高于0.03 K的精度,氧化亚氮廓线需要高于5×10 -9的精度,仪器的信噪比需要高于600。该结论为利用卫星遥感探测 13CO2提供了理论基础,并为未来的超光谱探测器制造指标提出了要求,可以更好掌控CO2“源”与“汇”及输送规律, 了解全球碳循环收支。
大气光学 中红外波段 13CO2 反演 
光学学报
2021, 41(11): 1101003
作者单位
摘要
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
大气CO2卫星遥感监测的关键在于高精度, 而植物叶绿素荧光存在与大气散射相似的光谱特征, 干扰大气散射相关参数的反演结果, 从而影响CO2的反演精度。 因植物叶绿素荧光强度微弱且影响特征与大气散射高度相关而难以准确校正。 鉴于现有大气CO2卫星遥感精度不足, 以及植物叶绿素荧光对大气CO2反演存在不可忽视的影响程度和复杂性, 设计了O2-A、 1.6和2.06 μm CO2三个光谱带协同的参数化校正方法。 首先通过对大气散射采取基于光子路径长度概率密度函数(PPDF)的参数化建模, 降低叶绿素荧光与大气散射参数的光谱相关性; 其次, 针对叶绿素荧光强度弱, 难以准确反演的问题, 基于轨道碳观测器(OCO-2)的叶绿素荧光产品构建了5km分辨率的全球叶绿素荧光先验信息库, 增强CO2与叶绿素荧光同步反演中对叶绿素荧光的先验约束, 提高叶绿素荧光的反演精度。 通过O2-A、 1.6和2.06 μm CO2三个光谱带的协同同时反演大气散射、 叶绿素荧光和大气CO2, 并结合叶绿素荧光丰富的先验信息, 能够较准确剥离大气散射和叶绿素荧光而提高大气CO2的反演精度。 选择叶绿素荧光强度明显较高的柱总碳观测网络(TCCON)中的Park Falls(45.945°N, 90.273°W)站点开展验证, 对该站点近4年每年8月份的温室气体观测卫星(GOSAT)数据进行反演, 发现植被叶绿素荧光导致GOSAT XCO2反演结果系统偏低2×10-6(ppm)左右, 通过本文的方法进行校正, 反演结果的低估程度有明显改善, 最大低估由2.58 ppm降低到1.49 ppm, 且离散程度也有一定程度的改善, 明显控制了CO2反演中叶绿素荧光的影响, 对于实现1%(~4 ppm)的CO2反演精度来说, 提供了有力支撑。
植物叶绿素荧光 校正 先验信息库 Carbon dioxide Plant chlorophyll fluorescence Correction Prior information database PPDF CO2 PPDF 
光谱学与光谱分析
2021, 41(2): 368
李勤勤 1,2王先华 1,*叶函函 1吴时超 1,2[ ... ]王晓迪 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
搭载于高分五号卫星平台的大气主要温室气体监测仪(GMI)主要用于测量大气温室气体CO2和CH4的柱浓度。为保证GMI遥感数据温室气体的反演精度,需分析温室气体反演中气溶胶等因素对反演结果的影响,并以此作为反演算法校正的要素。在此基础上,利用全球总碳柱观测网(TCCON)站点对GMI反演结果进行验证。结果表明,GMI近红外反演结果误差范围为-1.06±2.93×10 -6(-0.26±0.72%),反演精度在1%以内。
大气光学 温室气体监测仪 总碳柱观测网 反演 验证 
光学学报
2020, 40(6): 0601003

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