1 中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230027
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
遥感信息定量化要求高精度的光谱辐射定标技术支撑, 使传感器获取数据可比较性、测量精度和长期稳定性得到保证, 溯源于低温绝对辐射计的定标技术是发展趋势.为提高红外绝对光谱响应率定标精度, 在一种薄膜热电堆传感器上加装镀金反射半球, 研制了红外陷阱探测器作为标准传递探测器.利用电替代技术, 测试了红外陷阱探测器光谱响应线性、空间响应均匀性和稳定性.通过溯源于低温绝对辐射计的光谱辐射定标系统, 标定了其在1.1～3.0 μm短波红外波段的绝对光谱响应率, 合成不确定度小于1%.将红外陷阱探测器应用于红外光谱辐射定标, 可缩短低温绝对辐射计的红外光谱功率标准传递链路并提高定标精度.
红外辐射定标 红外陷阱探测器 低温绝对辐射计 不确定度 infrared radiometric calibration infrared trap detector cryogenic absolute radiometer uncertainty
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
在地外太阳光谱辐照度测量和大气定量遥感等项研究的推动下, 近二、 三十年, 国际上光谱辐射计量技术发展十分迅速。 基于先进的高温技术、 优异的高温热解石墨材料和独特的设计, 全俄光学物理测量研究所(VNIIOFI)研制出温度高达3 200～3 500 K、 具有高均匀性和高稳定性的大面积普朗克高温黑体光源。 基于低温绝对辐射计的滤光片辐射计迭代测温技术, 使高温黑体温度测量不确定度小于0.5 K。 在德国物理技术研究院(PTB), 将这种高温黑体直接用于国际空间站地外太阳光谱测试仪器(SOLSPEC)的辐射定标, 定标综合不确定度小于0.5%～1%。 2008年德国物理技术研究院(PTB)建成名为计量光源(MLS)的新一代专用同步辐射存储环并投入使用。 为调节同步辐射的光谱分布, 稳态下其能量可设置为105～630 MeV任意值, 相应特征波长随之从735 nm改变至3.4 nm。 为在不改变光谱分布情况下改变光强, 电子束流可调节 11个量级, 即从 1个存储电子(相当于1 pA)到200 mA。 美国国家标准技术研究院(NIST)在同步辐射紫外辐射装置(SURF Ⅲ)3号光束线上建立了使用同步辐射的光谱辐照度定标装置(FICUS), 为紫外传递标准光源定标, 光谱范围200～400 nm, 相对测量不确定度1.2% (k=2)。 新一代同步辐射装置为地外太阳光谱辐照度测量仪器, 如SUSIM, SOLSTICE, SBUV, SIM和SOLSPEC等, 短波段高精度辐射定标奠定了技术基础。 该文描述新型高温黑体和同步辐射装置的建立与发展, 光谱辐照度和光谱辐亮度标准的传递及国际比对并评述它们在太阳光谱辐照度测量中的应用。
辐射度 高温黑体 同步辐射 低温绝对辐射计 Radiometry High temperature blackbody Synchrotron radiation Absolute cryogenic radiometer 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3242
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
为满足高精度太阳光谱辐照度绝对测量的需求, 研制了太阳光谱辐照度绝对测量系统及其定标单色仪。介绍了太阳光谱辐照度绝对测量的现状, 并着重介绍了太阳定标单色仪和积分球太阳光谱仪的设计方案, 以及高精度辐射定标传递链路。设计用于太阳光谱辐照度绝对测量的太阳定标单色仪和积分球太阳光谱仪, 通过低温绝对辐射计和太阳定标单色仪实现绝对定标, 使积分球太阳光谱仪测量数据可溯源至国际基本单位(SI)。结果表明: 太阳定标单色仪的光谱范围覆盖300～2 400 nm, 光谱分辨率为3～10 nm, 输出单色太阳光功率的不确定度为0.2%～0.5%; 积分球太阳光谱仪的光谱范围覆盖300～2 500 nm, 光谱分辨率为1～8 nm, 太阳光谱辐照度绝对测量精度最高可达0.5%。用低温绝对辐射计和太阳定标单色仪绝对定标积分球太阳光谱仪, 可以实现高精度太阳光谱辐照度的绝对测量。
单色仪 低温绝对辐射计 绝对测量 空间遥感 monochromator cryogenic radiometer absolute measurement space remote sensing
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
利用有限元软件对低温绝对辐射计热沉在测量过程中的动态响应进行了研究，分析了影响热沉平衡温度的关键因素和不同结构下热沉对应的温度变化，并对比了304号不锈钢、6061铝合金和无氧高导铜材料作为热链接时热沉的响应状态。结果表明，低比热容和低热导率的热链接材料是未来低温辐射计发展的首选。另外，对辐射计结构进行合理的调节可以实现对热沉平衡温度的有效控制。
测量 低温绝对辐射计 有限元法 太阳总辐照度 温度场 光学学报
2016, 36(10): 1012004
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
叙述了广泛应用的光栅单色仪的色散原理,介绍了其常用的几种反射式水平成像系统的光学结构型式,描述了其波长定标和能量定标方法.对搭载航天单色仪的几个现有遥感仪器,如中分辨率成像光谱仪(MODIS)、太阳光谱分光计(SOLSPEC)、太阳后向散射紫外辐射计(SBUV)、紫外臭氧垂直探测仪-太阳后向散射紫外探测仪(UOVPP-SBUS)以及欧洲航天局(ESA)的TRUTHS项目等在辐射测量、光谱定标和绝对定标方面的应用现状进行了说明.最后讨论了未来航天单色仪可能的发展趋势及应用前景,指出采用太阳光源、航天单色仪和低温绝对辐射计相结合的绝对定标系统将是今后最具潜力的发展方向之一.
单色仪 低温绝对辐射计 光谱定标 绝对定标 空间遥感 monochromator cryogenic absolute radiometer spectral calibration absolute calibration space remote sensing
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院定标与表征重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了提高太阳直射光谱辐照度的观测精度, 对使用棱镜分光的太阳光谱辐照度仪, 在可见-近红外波段开展了基于标准探测器的辐射定标方法研究。建立了可调谐激光器-积分球的辐照度定标装置, 以溯源于低温绝对辐射计的标准辐照度探测器作为传递基准, 通过替代法得到照度仪在可见-近红外10个波段的绝对光谱辐照度响应度, 分析得到的合成定标不确定度优于0.95%。与溯源于中国计量院金点黑体的标准灯定标法进行了比对实验, 两者的偏差在4.67%的范围内, 证明了此辐射标准传递方法的合理性。
辐照度 低温绝对辐射计 标准探测器 太阳光谱辐照度仪 标准灯 irradiance cryogenic absolute radiometer standard detector solar irradiance spectroradiometer standard lamp
