检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2021年第12期41卷 1-10页

作者：王维佳罗海燕李志伟熊伟麻金继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 中国科学技术大学安徽合肥230026 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 安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241003

气辉是中高层大气的重要光化学现象,其中O_(2)A带(762 nm)气辉是进行中高层温度探测的最佳观测目标之一。基于Optical Spectrograph and InfraRed Imaging System(OSIRIS)在2008年间探测的O_(2)A带夜气辉辐亮度数据,研究了该气辉全球性... 详细信息

气辉是中高层大气的重要光化学现象,其中O_(2)A带(762 nm)气辉是进行中高层温度探测的最佳观测目标之一。基于Optical Spectrograph and InfraRed Imaging System(OSIRIS)在2008年间探测的O_(2)A带夜气辉辐亮度数据,研究了该气辉全球性时空分布特征。对于夜气辉辐亮度在不同纬度带内的海拔-季度分布,研究结果表明,O_(2)A带夜气辉辐亮度的高值存在于海拔95 km附近,同时南北半球A带夜气辉辐亮度随季节的变化特征刚好相反,北半球辐亮度高值出现在第二、三季度,而南半球辐亮度高值出现在第一、四季度。另外,对于夜气辉辐亮度在不同季度的纬度-经度分布,发现O_(2)A带夜气辉在经向分布较均匀,而纬向分布波动较大。辐亮度高值所在的纬度区间在不同季度具有差异性。研究结果与相关文献相似,证明了本结果的正确性。同时,从气辉季度变化规律和影响因素的角度分析,推断夜气辉的分布具有周年往复的趋势。O_(2)A带夜气辉的时空分布特征对后续仪器设计的研究有重要意义。

关键词：大气光学 O_(2)A带夜气辉中高层空间分布时间分布

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超光谱空间干涉数据切趾函数与信噪比关系研究

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光谱学与光谱分析 2020年第1期40卷 29-33页

作者：李志伟施海亮罗海燕熊伟中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 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

干涉光谱技术在大气遥感、天文探测及地物勘察等诸多领域的应用是当前国内外研究热点,光谱重构作为遥感数据处理的重要环节与探测精度紧密相关。干涉数据由于有限光程差采样导致复原光谱出现频率泄露,切趾函数在光谱重构过程中可以起到... 详细信息

干涉光谱技术在大气遥感、天文探测及地物勘察等诸多领域的应用是当前国内外研究热点,光谱重构作为遥感数据处理的重要环节与探测精度紧密相关。干涉数据由于有限光程差采样导致复原光谱出现频率泄露,切趾函数在光谱重构过程中可以起到平滑光谱、保持复原光谱和其他类型分光技术探测光谱一致性的作用,但同时会造成重构光谱的分辨率下降。已有研究表明切趾函数并没有提高反演精度,同时多个典型大气遥感载荷地面数据处理过程中并未使用切趾函数。空间外差光谱技术由于其诸多优点在国内外引起广泛关注,中科院安光所基于该技术成功研究出用于大气CO2探测的原理样机。信噪比是光谱仪的核心指标之一,从信噪比、光谱分辨率和探测精度之间的关系出发研究切趾函数在干涉数据光谱重构中的影响。针对当前传统切趾函数并没有达到最优旁瓣抑制效果,以诺顿-比尔切趾函数为基础,在分辨率降低相同的情况下,获取最大的旁瓣抑制程度为判据构造了10种不同光谱展宽程度的切趾函数。利用SCIATRAN辐射传输模型分析了大气CO2遥感探测中不同气体浓度造成的大气层顶的辐亮度差异,推导了典型条件下不同光谱分辨率满足1%探测精度需求的信噪比要求。以实验室空间外差光谱仪样机参数为基础,通过仿真干涉数据和本文构造切趾函数分析了不同切趾程度下光谱分辨率和信噪比的变化关系。最后利用实验室研制的样机开展了实验验证,通过观测稳定均匀积分球辐射源获取干涉数据在不切趾的情况下计算信噪比,以及干涉数据进行不同程度切趾后复原光谱信噪比。仿真和试验结果表明干涉数据由于切趾对噪声的抑制信噪比逐渐升高,同时造成光谱分辨率逐渐下降,而探测精度由于分辨率下降对光谱信噪比的要求也逐渐升高。探测精度对信噪比的需求提高明显高于切趾作用下光谱信噪比的升高趋势,仿真数据和实测数据信噪比分别在切趾程度大于1.6倍和1.8倍的情况下低于探测精度对仪器信噪比需求,即白噪声在噪声中占主导的情况下不切趾更有利于探测精度的保障。该研究结果可以作为干涉数据光谱重构的参考。

关键词：遥感空间外差光谱技术切趾函数信噪比光谱分辨率

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宽谱段Czerny-Turner光谱仪设计

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量子电子学报 2022年第3期39卷 293-306页

作者：李世文郑小兵翟文超中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 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

为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分... 详细信息

为满足宽波段高光谱Czerny-Turner结构光谱仪的要求,基于像差理论,一方面通过光栅产生的像散补偿球面反射镜的像散,另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散,达到全波段消像散的要求,从而提高Czerny-Turner结构光谱仪成像系统的分辨率。首先理论推导出光栅和柱面镜补偿像散的基础公式,并基于此分别设计出波段为900~1700 nm和1700~2500 nm全波段消像散的Czerny-Turner光谱仪成像系统,随后通过前置光路将两部分组合,从而实现波段范围在900~2500 nm的消像散Czerny-Turner结构光谱仪成像系统。此光谱仪系统全波段分辨率小于10 nm,物方数值孔径0.07,全波段点列图均方根半径小于4μm。ZEMAX的优化分析表明,该光谱仪在全波段范围内不仅达到消像散要求,而且具有较好的成像质量。

关键词：光学工程 Czerny-Turner结构消像散柱面透镜光谱仪

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偏振云检测中基于多目标优化的角度选择研究

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红外与毫米波学报 2020年第3期39卷 339-347页

作者：方薇乔延利张冬英杜丽丽易维宁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 中国科学技术大学安徽合肥230026

多角度信息在扩展云检测功能、提高检测精度等优势的同时,带来多角度遍历计算的复杂度和数据规模增大的问题。云检测角度信息来自地表的二向性反射分布函数和大气分子散射效应,尽管在局部区域内存在用分析解确定某些观察角的可能性,但... 详细信息

多角度信息在扩展云检测功能、提高检测精度等优势的同时,带来多角度遍历计算的复杂度和数据规模增大的问题。云检测角度信息来自地表的二向性反射分布函数和大气分子散射效应,尽管在局部区域内存在用分析解确定某些观察角的可能性,但由于卫星运动观察几何变化、云几何因子的影响、地物调查的巨大工作量等实际应用的复杂性,POLDER等官方产品仍采用所有角度遍历计算。由于邻近角度间信息的冗余,文章用平均联合信息熵和K-L信息散度作为角度子集选择的特征,提出了Pareto多目标前沿最优解和理想解算法,在POLDER和"高分五号"卫星搭载的多角度偏振探测仪(directional polarimetric camera,DPC)的数据集上进行云检测实验。2角度组合结果与POLDER产品相比,总体精度89.36%,Kappa系数0.7845,DPC检测分类相似度86%,时间复杂度减少约1/7。实验表明所提方法在保持检测效果的同时具有降低计算开销的优点,可为云检测提供一种快速有效、满意精度和自动化运行的新途径。

关键词：云检测多角度偏振遥感遥感角度选择 Pareto最优

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多角度偏振成像仪面阵探测器筛选及测试方法

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光学学报 2020年第11期40卷 118-126页

作者：姚萍萍许孙龙涂碧海崔珊珊金洁骆冬根洪津中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 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

为了从科学级面阵探测器中筛选出满足空间应用要求的具有高可靠性和稳定性的器件,针对星载面阵电荷耦合器件(CCD),开展了温度循环、随机振动及高温老炼等环境应力试验。设计了一套筛选专用的面阵CCD图像采集系统,并基于分段式均匀照明... 详细信息

为了从科学级面阵探测器中筛选出满足空间应用要求的具有高可靠性和稳定性的器件,针对星载面阵电荷耦合器件(CCD),开展了温度循环、随机振动及高温老炼等环境应力试验。设计了一套筛选专用的面阵CCD图像采集系统,并基于分段式均匀照明光源和连续可调谐均匀单色照明光源,对筛选前后面阵CCD的光电性能参数进行测试。通过对比筛选试验前后面阵CCD的暗电流、像元响应非一致性、量子效率及非线性误差等参数,分析面阵CCD的环境适应性,剔除早期失效或性能变化较大的探测器,从中筛选出性能最优的探测器,并将其应用于星载多角度偏振成像仪以进行大气遥感观测。试验结果表明,最终优选的探测器在筛选试验前后的量子效率最大变化为-2.56%,像元响应不一致性均小于3%,非线性误差均小于1%,筛选后暗电流为889.22 electron·(pixel·s^-1)^-1。研究结果为低等级面阵CCD筛选方法及CCD性能评估技术提供了重要参考。

关键词：测量多角度偏振成像仪面阵电荷耦合器件筛选光电性能高稳定性与可靠性

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基于支持向量回归的光声光谱信号温度和湿度校正方法

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量子电子学报 2022年第4期39卷 511-518页

作者：马凤翔赵跃崔方晓李大成国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230022 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

非共振光声光谱技术可用于在线检测变压器油中溶解气体,保障变压器安全运行。然而在室外环境下,背景信号易受到环境温度、湿度的影响,必须对这些因素进行校正,以提高仪器在线检测的稳定性和可靠性。背景信号的温度和湿度校正因子一般通... 详细信息

非共振光声光谱技术可用于在线检测变压器油中溶解气体,保障变压器安全运行。然而在室外环境下,背景信号易受到环境温度、湿度的影响,必须对这些因素进行校正,以提高仪器在线检测的稳定性和可靠性。背景信号的温度和湿度校正因子一般通过实验室测量得到,但测量过程中由于外部环境干扰,采集样本会出现较大波动,因此需要具有一定鲁棒性的回归算法计算校正因子。研究了基于支持向量回归的背景信号的温度和湿度校正方法,选择乙炔作为研究对象,在实验室内利用湿度发生器产生不同浓度水汽,同时利用温度传感器测量光声池温度,回归乙炔背景信号校正因子,并采用体积分数分别为0、5×10^(−6)和2×10^(−5)的乙炔和空气混合气体进行了验证。研究结果表明,对于体积分数为5×10^(−6)和2×10^(−5)的乙炔混合气体,所提方法和最小二乘法校正结果趋势相同,但最小二乘法校正信号存在趋势性偏离,而所提方法对背景信号校正具有更好的重复性和稳定性,优于最小二乘法。

关键词：光谱学光声光谱支持向量回归温度湿度校正溶解气体分析

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基于便携式EM27/SUN光谱仪的点源碳排放监测方法——以合肥皖能发电厂为例

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光学学报 2025年第6期 44-58页

作者：李超王先华叶函函吴时超施海亮孙二昌安源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中国科学技术大学中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

以点源扩散烟羽的测量方式为基础，以合肥皖能发电厂为对象，使用EM27/SUN仪器进行多次地基观测实验，结合理论与实验结果的研究与分析，提出了优化的CO2排放监测方法。优化的监测方法避开了排放源近段对羽流轴线的敏感性和远段高层建... 详细信息

以点源扩散烟羽的测量方式为基础，以合肥皖能发电厂为对象，使用EM27/SUN仪器进行多次地基观测实验，结合理论与实验结果的研究与分析，提出了优化的CO2排放监测方法。优化的监测方法避开了排放源近段对羽流轴线的敏感性和远段高层建筑对风场的干扰性，对羽流中段进行测量。实验结果显示，距离排放源较近的近段CO2排放强度的平均偏差为（28.63±17.57） kg/s，中段CO2排放强度的平均偏差为（7.13±5.39） kg/s，远段CO2排放强度的平均偏差为（27.01±17.98） kg/s。研究结果表明，基于测量优化的方法可以显著提升热电厂CO2排放强度的估算精度。

关键词：点源排放碳估算 EM27/SUN 排放强度发电厂

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星载面阵CCD性能测试系统设计及温度影响分析

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中国激光 2020年第9期47卷 308-317页

作者：姚萍萍许孙龙涂碧海于新宇崔珊珊骆冬根洪津中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 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

针对多角度偏振成像仪探测器光电性能的评估需求,研制一套图像传感器光电性能参数通用测试系统,并提出一种基于珀耳帖效应的热电制冷器和低温循环机相组合的探测器控温方法。实验结果表明积分球的光源稳定性为0.036%,照度均匀度≥99.3%... 详细信息

针对多角度偏振成像仪探测器光电性能的评估需求,研制一套图像传感器光电性能参数通用测试系统,并提出一种基于珀耳帖效应的热电制冷器和低温循环机相组合的探测器控温方法。实验结果表明积分球的光源稳定性为0.036%,照度均匀度≥99.3%,探测器制冷系统降温速率约为2.2℃/min,温控精度优于±0.15℃,实现在-10~25℃的工作温度范围内对量子效率、光响应不一致性、暗电流、满阱电荷和光响应非线性等关键性能参数的测量,多角度偏振成像仪探测器不同波长下的光响应不一致性优于3%,光响应非线性优于1%,工作温度升高至9℃暗电流增加1.25倍,近红外波段的量子效率变化3.58个百分点。探测器性能的评估为多角度偏振成像仪整机的性能测试和定标需求提供保障。

关键词：测量偏振成像仪电荷耦合器件光电性能温度控制半导体制冷器

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分焦面偏振探测器的串扰研究

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光学学报 2025年第5期 22-31页

作者：聂安然裘桢炜孙晓兵孟炳寰洪津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中国科学技术大学中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

分焦面偏振探测器像素间的串扰会影响偏振透射率曲线，从而限制探测器的偏振精度和空间分辨率的进一步提升。探测器钝化层和其中的微结构带来的光学串扰以及衬底层中的电学串扰对分焦面偏振探测器的影响被长期忽略。围绕这个问题开展了... 详细信息

分焦面偏振探测器像素间的串扰会影响偏振透射率曲线，从而限制探测器的偏振精度和空间分辨率的进一步提升。探测器钝化层和其中的微结构带来的光学串扰以及衬底层中的电学串扰对分焦面偏振探测器的影响被长期忽略。围绕这个问题开展了相关研究：半定量地分析了图像传感器中串扰对消光比的影响；基于聚焦离子束直写技术制备了分焦面偏振探测器；搭建了线光源线偏振测试系统，并对串扰进行了量化测量；设计了可使电学消光比大幅提升的光电隔离沟道。研究结果不仅可以用于分焦面偏振探测器的设计，同时也为超表面与探测器的集成提供了参考。未来将以更真实的物理模型和探测器参数，定量地研究光电隔离沟道对探测器的串扰和性能的影响。

关键词：串扰微偏振阵列分焦面偏振探测器光电隔离沟道

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高分辨率光学遥感卫星反射点源像点提取方法

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测绘学报 2020年第10期49卷 1295-1302页

作者：徐伟伟张黎明李鑫杨宝云中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 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

像点提取精度是高分辨光学遥感卫星几何定标精度的关键因素之一。本文提出一种基于轻小型、自动化反射点源的像点提取方法,以参数化高斯模型拟合获取点源影像的像点坐标。在轨试验结果初步表明,反射点源法所提取的像点坐标的共线误差小... 详细信息

像点提取精度是高分辨光学遥感卫星几何定标精度的关键因素之一。本文提出一种基于轻小型、自动化反射点源的像点提取方法,以参数化高斯模型拟合获取点源影像的像点坐标。在轨试验结果初步表明,反射点源法所提取的像点坐标的共线误差小于0.001像素,比例常量的相对标准偏差优于5‰,与质心法等常用方法提取的点源像点坐标相比较,精度优于0.05像素。反射点源不仅能够实现高精度的像点提取,而且还能够实现高分辨率光学遥感卫星的高精度几何定标与像质评价,对提高我国航天遥感立体测绘精度具有重要意义。

关键词：几何定标像点提取反射点源共线检验比例检验

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