1 中国科学院 通用光学定标与表征技术重点实验室，中国科学院 安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
LED外场辐射定标积分球光源基于辐射通量等效理论，用于星载微光遥感器的在轨辐射定标。该定标光源采用12组峰值波长670 nm的LED密集阵列发光单元，每组最大电功率300 W，辐亮度输出达到5.2×10?2 W·cm?2·sr?1，通过等效辐射通量面积校正后，能够适用于10?9 W·cm?2·sr?1量级的微光通道在轨定标。光源的参数检测结果表明：定标光源角度均匀性在±30°以内优于99.6%，平面均匀性优于99.7%，1 h内稳定性优于99.9%，具有优良的辐射特性。在敦煌中国遥感卫星辐射校正场对VIIRS微光通道进行了在轨实测试验，在轨响应结果为8.27×10?9 W·cm?2·sr?1（含月光贡献和大气影响），证明了该外场微光定标光源辐射量值设计的合理性。
微光 遥感器 参考光源 辐射定标 均匀性 low light level remote sensor reference light source radiometric calibration uniformity
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, 安徽 合肥 230031
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
星载同步监测大气校正仪(SMAC)用于获取遥感图像中时间同步、空间匹配的多光谱偏振大气信息,为高分辨率遥感图像的大气校正提供了气溶胶、水汽等微物理参数。为满足SMAC环境试验过程中现场光学性能标定的需要,设计了一种便携式多通道辐射参考光源(PMRLS)。PMRLS采用与SMAC一致的多通道光学设计,且各通道均为独立发光组件。发光组件采用发光体配合扩散板形成均匀照明,在可见近红外波段、短波红外波段分别选用LED和小功率卤钨灯作为发光体以降低整体功耗,采用低噪声稳定电流源驱动光源,结合散热片和风扇的散热设计以保证光源温度稳定性,并通过结构限位固定结构位置关系以提高光源测试的重复性。通过PMRLS应用对象,即SMAC,将积分球光源的辐亮度直接等效传递至PMRLS,并进行了非稳定度、非重复度评价。性能测量结果显示,SMAC地面检测光源各通道输出能量与SMAC动态范围典型辐亮度值的偏差在7%之内,非稳定度优于0.76%,非重复度优于1.3%,测量结果表明研制的PMRLS能够满足SMAC性能快速监测的需求。
大气光学 性能监测 多通道辐射参考光源 性能测试 光学学报
2020, 40(20): 2001003
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 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230031
2 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
用于偏振光学遥感器定标的参考光源, 其偏振态的检测精度会直接影响偏振光学遥感器的定标精度, 进而影响目标特性的反演水平。 选用870 nm波段的水平线偏振光作为被测试的定标参考光源, 通过旋转1/4波片(quarter-wave plate, QWP)对其光强进行调制。 调制光强可表达为波片快轴旋转角度的傅里叶级数, 采用傅里叶变换法反演出级数的系数, 根据该系数即可计算出被测试光源的Stokes参量。 给出10次测量各参量及偏振度的平均值、 标准偏差、 合成不确定度以及测量平均值与理论值的相对偏差。 为提高测试精度, 通过对波片快轴初始定位角度偏差Δα、 延迟量偏差Δδ与检偏器透光轴角度偏差Δβ进行分析, 提出了偏差修正模型。 该模型通过Stokes参量检测偏差随Δδ和Δβ的变化趋势及实际偏差值, 确定Δδ和Δβ的大小。 结合模拟出的波片快轴初始定位角度偏差Δα, 对实验装置加以调整, 再次对光源的偏振态进行检测。 结果表明, 基于该修正模型测得光源的各Stokes参量与理论值最大偏差从未经修正的3.77%降低至1.41%。 证实了基于本实验的原理、 装置、 测量方法及所提出的偏差修正模型可有效提高定标参考光源偏振态检测的精度。
定标参考光源 Stokes参量检测 偏差修正 分析仪 偏振 Calibration reference light source Stokes parameter detection Deviation correction Polarimeter Polarization 光谱学与光谱分析
2016, 36(8): 2655
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 中科院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
参考光源是辐射定标系统中的关键设备之一。近年来不同光谱分辨率、不同工作方式光电探测器的发展，需要参考光源在具备稳定性、均匀性等基本特性的同时，能够实现光谱匹配、大动态范围调节和宽波段精细扫描等新的功能。结合以LED为发光单元的可调光谱参考光源和利用宽调谐激光器的单色面光源技术，介绍了新型参考光源的设计、主要性能和部分前期的应用效果。新型参考光源可以与近年发展起来的基于探测器的标准传递技术相结合，在保障和提高绝对定标精度的同时，满足特定的定标技术要求。
辐射度学 辐射定标 参考光源 光谱辐亮度 radiometry radiometric calibration reference light source spectral radiance
1 暨南大学光电工程系， 广州 510632
2 暨南大学物理系， 广州 510632
3 暨南大学广东省高等学校光电信息与传感技术重点实验室， 广州 510632
基于离轴无透镜傅里叶变换数字全息的原理,分析了影响离轴无透镜傅里叶变换数字全息分辨率的两个重要因素，一是物的大小和记录距离，二是参考点光源的大小.指出在满足三像分离与采样定理的条件下，恰当选择成像区域、记录距离和参考点光源尺度，可提高成像分辨率.在此基础上分别使用线度为2 μm、6.5 μm和15 μm的参考点光源，对USAF 1951分辨率板中心的1.0×1.0 mm2和1.5×1.5 mm2的成像区域，在不同记录距离进行了相应的实验，获得了与理论分析相符的结果，证明了理论分析的正确性.
数字全息 无透镜傅里叶变换 分辨率 参考光源 Digital holography Lensless Fourier transform Resolution Reference light source
