针对目前光学口径不断增大的空间光学遥感器实验室辐射定标的需求, 基于近距离扩展源照明方法设计了400~900 nm谱段内最大积分辐射亮度为200 W/(m2·sr)的4 m直径均匀扩展定标光源。该定标光源内径为4 000 mm, 出光面直径为1 600 mm。对该定标光源光机结构进行了详细设计, 利用光纤光谱仪监视输出的相对光谱分布, CPLD结合单片机实现输出光谱辐亮度值无人值守智能化远程自动控制。使用PR 735光谱辐射计测量该光源400~900 nm谱段内最大积分辐射亮度为22262 W/(m2·sr), 通过对定标光源的稳定性、面均匀性及角度均匀性测试, 分析了定标光源的测量不确定度为357%。实验结果表明: 该定标光源可以满足口径1 600 mm以下可见/近红外空间光学载荷的实验室辐射定标需要, 并可实现智能程控化控制, 提高了定标测试精度。

针对目前光学口径不断增大的空间光学遥感器实验室辐射定标的需求, 基于琼斯法设计了一种在400～900 nm波段积分辐亮度为6 800 W/(m2·sr)的高亮度积分球定标光源。对该光源的热设计表明: 采用水冷散热的方式能够满足高亮度积分球定标光源的散热需求。实验表明, 该定标光源在400～900 nm波段范围内积分辐亮度达到6 714 W/(m2·sr), 经过散热后积分球球体温度场分布满足定标要求, 可应用于工程实践。

研制了一台用于实时测量天空背景辐亮度的大气辐射测量设备(DTL-1), 该设备具有全天空扫描与给定方向测量两种测量模式, 可完成400~1 000 nm波段积分辐亮度的测量。基于DTL-1系统组成结构原理图,详细说明了各功能部件的研制方案, 给出了仪器的各项主要技术指标。对仪器进行了光谱辐亮度定标与恒定亮度下测量稳定性的测试实验; 选取不同地区的天空辐亮度实测数据与MODTRAN5理论计算值进行了对比分析。结果表明: DTL-1稳定性测试的平均辐亮度示值为36.496 W/m2·sr, 均方根误差为0.463 W/m2·sr, 与MODTRAN软件模拟结果比较其相对误差在20%以内, 能够满足科研与实际应用对天空背景辐亮度测量可靠性和精度的要求。