检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 245-254页

作者：汪杰君池杲鋆李孟凡王相京胡亚东厉卓然洪津桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 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 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

云相机采用阈值法对观测目标区域进行在轨实时云识别。在云判算法中,辐射度量的准确性将会影响最终的反演结果。本文建立了云相机像元响应值与辐亮度之间的信息模型,针对云相机探测器各像元在入射光均匀一致时,输出响应值出现不相等的... 详细信息

云相机采用阈值法对观测目标区域进行在轨实时云识别。在云判算法中,辐射度量的准确性将会影响最终的反演结果。本文建立了云相机像元响应值与辐亮度之间的信息模型,针对云相机探测器各像元在入射光均匀一致时,输出响应值出现不相等的情况提出了改进措施。首先,根据云相机的信息模型分析了探测器像元响应值不同的原因,建立了云相机的相对辐射定标模型。然后,由于云相机视场角较大,大口径积分球辐射源出射光也难以一次性覆盖所有视场,在实验中设计了分视场测试的方式。最后,根据相对辐射定标模型和分视场测量方式,进行了云相机的相对辐射定标。实验结果表明:云相机对积分球成像结果校正前非均匀性为6%左右,经相对辐射定标校正后,在轨典型信噪比条件下非均匀性达到1.5%以内,低信噪比条件下达到3.25%。定标测试结果满足云相机设计的指标要求。

关键词：测量云相机信息模型辐射定标相对定标分视场测试

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基于多角度偏振成像仪数据的动态分辨率水云滴谱反演

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光学学报 2024年第24期44卷 31-40页

作者：余海啸孙晓兵提汝芳涂碧海刘晓黄红莲王则灵韦祎晨王宇轩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 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 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 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥 230031

基于水云偏振辐射特性和辐射传输理论,提出多角度偏振数据的动态分辨率云滴谱反演方法,根据卫星成像几何和云特性对视场内不同尺度的反演可行性进行定量评估.所提方法通过逐像元选定最优像元合并策略,在保证反演精度的同时提高反演的分... 详细信息

基于水云偏振辐射特性和辐射传输理论,提出多角度偏振数据的动态分辨率云滴谱反演方法,根据卫星成像几何和云特性对视场内不同尺度的反演可行性进行定量评估.所提方法通过逐像元选定最优像元合并策略,在保证反演精度的同时提高反演的分辨率,该反演方法可应用于多角度偏振成像仪(DPC)观测数据.结果显示,相较于POLDER(polarization and directionality of the Earth's reflectance)云滴谱产品采用的 25 pixel × 25 pixel 的固定反演尺度,所提方法的反演尺度在1 pixel ×1 pixel至7 pixel × 7 pixel之间动态调整,实现了反演分辨率的提升.与MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)的云有效粒子半径产品对比发现,云有效粒子半径的反演结果误差小于2.05 μm的占比超过50％,整体分布具有较好的一致性.这说明所提方法可以在提供更精细反演结果的同时,保持较高的反演精度.该研究为进一步提高国产多角度偏振数据的利用效率和云滴谱反演精度提供了思路.

关键词：水云云滴谱分布多角度偏振成像仪云异质性空间尺度

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密闭空间六氟化硫红外光谱仿真技术研究

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量子电子学报 2024年第6期41卷 861-871页

作者：赵跃马凤翔王安静李大成崔方晓吴军李扬裕董王朝国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230000 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

针对电力密闭空间六氟化硫气体微量泄漏红外遥测的需求,以及六氟化硫红外光谱高精度识别算法建模所需的不同场景、不同环境参数下实测数据缺乏的问题,开展了密闭空间六氟化硫红外光谱仿真技术的研究。一方面,建立了六氟化硫红外辐射传... 详细信息

针对电力密闭空间六氟化硫气体微量泄漏红外遥测的需求,以及六氟化硫红外光谱高精度识别算法建模所需的不同场景、不同环境参数下实测数据缺乏的问题,开展了密闭空间六氟化硫红外光谱仿真技术的研究。一方面,建立了六氟化硫红外辐射传输模型,从理论上分析背景辐射、大气干扰辐射以及背景温差等因素对获取的六氟化硫红外信号的影响;另一方面,为解决部分密闭空间场景背景辐射无现场获取条件或测量条件不理想的问题,搭建了用于六氟化硫红外辐射模拟传输的实验室检测装置,通过影响因素可控可调,实现不同密闭空间背景辐射模拟,同时为仿真结果提供了验证手段。实验模拟并采集了两种典型密闭空间背景(水泥墙面、设备金属外壳)下不同温度的红外光谱,同时理论仿真了不同六氟化硫浓度下的红外光谱。作为验证,模拟了密闭空间六氟化硫红外辐射全链路传输过程,获得实测光谱并与仿真光谱进行了对比。实验结果发现,亮度温度仿真误差在0.11~0.45 K之间,初步验证了所提方法的可行性,为进一步构建与完善密闭空间六氟化硫气体泄漏红外识别算法提供了参考。

关键词：光谱学光谱仿真辐射传输六氟化硫密闭空间

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XM23胶的单轴拉伸试验及超弹性本构模型构建

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宇航材料工艺 2023年第1期53卷 38-42页

作者：罗鹏孙亮程伟华陈怀军罗海燕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合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031

XM23胶广泛应用于航天光学遥感器,用于粘接光学透镜与金属结构件,可以起到减振作用。目前对XM23胶的力学性能的研究都是基于线弹性理论,但XM23胶是一种高聚合物,表现出非线性特征,无法使用线弹性材料的杨氏模量和泊松比进行准确地表征... 详细信息

XM23胶广泛应用于航天光学遥感器,用于粘接光学透镜与金属结构件,可以起到减振作用。目前对XM23胶的力学性能的研究都是基于线弹性理论,但XM23胶是一种高聚合物,表现出非线性特征,无法使用线弹性材料的杨氏模量和泊松比进行准确地表征。本文首先通过XM23胶的单轴拉伸试验测试出该胶的应力应变数据,基于超弹性理论,尝试运用3种超弹性本构模型进行数据拟合。分析发现,Mooney-Rivlin 3参数本构模型最适于表征XM23胶的力学性能,其本构模型材料参数C10为-0.2059 MPa、C01为0.6888 MPa、C11为0.0557 MPa。利用此本构模型使用有限元软件模拟了该胶的单轴拉伸试验,仿真得到应力应变数据在误差范围内与试验数据一致。XM23胶的超弹性本构模型构建为XM23胶的胶接结构有限元建模提供了理论和数据支撑。

关键词： XM23胶单轴拉伸超弹性本构模型有限元仿真

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水中气泡环境偏振光学矢量辐射传输特性研究

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光学学报 2022年第12期42卷 118-129页

作者：宋强孙晓兵刘晓提汝芳黄红莲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 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031

利用光学成像仪器进行水下资源勘测时,成像质量常因水中气泡干扰而降低。研究水中气泡环境辐射传输特性并分析其对光学仪器成像的干扰,对提升水下成像抗干扰能力具有重要指导意义。首先构建水中单气泡成像环境,模拟光在单气泡传输过程... 详细信息

利用光学成像仪器进行水下资源勘测时,成像质量常因水中气泡干扰而降低。研究水中气泡环境辐射传输特性并分析其对光学仪器成像的干扰,对提升水下成像抗干扰能力具有重要指导意义。首先构建水中单气泡成像环境,模拟光在单气泡传输过程中辐射强度和偏振状态的变化趋势,得出单气泡界面处的传输相位函数;在此基础上,通过增加气泡数量,模拟水中多气泡成像环境下光的辐射强度和偏振状态随气泡分布的变化情况;最后基于几何光学近似理论进行蒙特卡洛模拟,仿真并得出不同气泡半径大小、不同光线传输路径尺度对光线在气泡群中前向和后向传输的影响。气泡理论分析、仿真计算和实测实验表明:光在气泡界面处产生的偏振态变化与观测几何具有强关联,当入射角较小时,光的穿透性较强,辐射强度衰减缓慢;随着传输距离路径增加,前向传输和后向传输的偏振度呈现相反的变化趋势;理论、仿真和实验结果三者基本保持一致。该研究可以为水下复杂环境目标偏振成像领域提供一定的参考。

关键词：几何光学单气泡多气泡蒙特卡洛偏振度

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基于偏振信息的污泥沉降比快速测量研究

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应用光学 2025年第1期46卷 121-128页

作者：王新强覃杉孙晓兵熊伟叶松王方原童宣科桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 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 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 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

污水处理是人类生产、生活中保持水源清洁的重要环节,污泥沉降比是衡量污水处理效果的关键指标。现有的污泥沉降比测量需要等杂质沉淀完成,耗费时间长,检测效率低下。为了实现实时、非接触、低耗测量污泥沉降比,研究了均匀污泥水样光偏... 详细信息

污水处理是人类生产、生活中保持水源清洁的重要环节,污泥沉降比是衡量污水处理效果的关键指标。现有的污泥沉降比测量需要等杂质沉淀完成,耗费时间长,检测效率低下。为了实现实时、非接触、低耗测量污泥沉降比,研究了均匀污泥水样光偏振信息与沉降比之间的关系,通过测量污泥沉淀前混合溶液的偏振图像,提取偏振特征参量,利用BP(back propagation)神经网络对偏振参量与沉降比进行训练建模,建立了输入层为I、Q、U、P、θ,隐含层节点数为13,输出层为污泥沉降比,网络拓扑结构为“5-13-1”的BP神经网络预测模型。模型训练采用L-M(Levenberg-Marquardt)算法,网络传递函数采用tansig-purelin。结果表明:预测模型的平均相对误差为4.361%,平均绝对误差为0.00821,均方误差为0.00014,均方根误差为0.01213,四者均在误差允许的范围内,能够用于污泥沉降比的快速预测。

关键词：偏振信息污泥沉降比定量检测 BP神经网络

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高空光谱辐亮度仪的光机设计与实验分析

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量子电子学报 2023年第6期40卷 888-898页

作者：康祝海李新刘恩超张权郑小兵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 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对现阶段星载遥感器高精度定标的需求,研制了高空光谱辐亮度仪,可应用于辐亮度法替代定标,提升定标精度。该仪器光谱范围为400~2500 nm,搭载在高空气球平台上能够在18~35 km高空中直接对地测量反射辐亮度。该仪器光机系统主要由前置... 详细信息

针对现阶段星载遥感器高精度定标的需求,研制了高空光谱辐亮度仪,可应用于辐亮度法替代定标,提升定标精度。该仪器光谱范围为400~2500 nm,搭载在高空气球平台上能够在18~35 km高空中直接对地测量反射辐亮度。该仪器光机系统主要由前置一体式镜筒、色散模块和光机温控模块组成。为了验证该高空光谱辐亮度仪的可靠性与测量数据的准确性,在青海大柴旦开展了该仪器与美国Spectra Vista公司SVC光谱仪的比对实验以及高空飞行实验。实验结果表明:在地面测量中两台仪器所测辐亮度具有良好的一致性,二者偏差普遍在±1%以内,最大偏差在±3.5%以内;在高空飞行实验中,研制的辐亮度仪在25 km高空中平稳飞行6 h,获得了高空测量辐亮度,各模块与探测器温度均稳定保持在设定值。实验结果验证了整个仪器的可靠性,表明所研制的辐亮度仪满足对卫星遥感器的高精度定标需求,适合于高空高精度测量。

关键词：遥感光机设计辐亮度基法高空

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强对流云团偏振辐射特性分析

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光学学报 2022年第9期42卷 47-55页

作者：王佳佳提汝芳刘晓黄红莲孙晓兵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230036 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 合肥市农业行业首席专家工作室安徽合肥230031

强对流云团是气象领域重要的研究对象之一。利用大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)观测数据对强对流云团进行偏振辐射特性研究,为强对流云团识别提供多维信息。以强对流云团、台风云团和非降水云团为例,研究表明:强对流云团反射率高于非... 详细信息

强对流云团是气象领域重要的研究对象之一。利用大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)观测数据对强对流云团进行偏振辐射特性研究,为强对流云团识别提供多维信息。以强对流云团、台风云团和非降水云团为例,研究表明:强对流云团反射率高于非降水云团,且其反射率空间分布更均匀;在发展旺盛的强对流云团中大部分是冰晶粒子,只有边缘部分有液态水存在,而其他非降水云团的相态分布差异较大;在相近的照明和观测几何条件下,强对流云团偏振角空间分布的离散性大于非降水云团,且两者偏振角均值差异大;强对流云团的偏振角图像可以很好地表征其轮廓特征。

关键词：大气光学偏振探测仪数据强对流云团偏振角偏振辐射纹理特征

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紫外波段大口径积分球辐射源研制

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光学学报 2021年第20期41卷 84-94页

作者：李佳伟陈洪耀张黎明王戟翔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 中国科学技术大学安徽合肥230026

为了满足航天载荷对大口径、高亮度紫外积分球辐射源的定标需求,采用全新工艺研制了内径为2200 mm、出光口径为800 mm且采用全压制聚四氟乙烯(PTFE)涂层的大型积分球辐射源,聚四氟乙烯涂层厚度为25 mm。积分球内置10 kW卤钨灯光源并外... 详细信息

为了满足航天载荷对大口径、高亮度紫外积分球辐射源的定标需求,采用全新工艺研制了内径为2200 mm、出光口径为800 mm且采用全压制聚四氟乙烯(PTFE)涂层的大型积分球辐射源,聚四氟乙烯涂层厚度为25 mm。积分球内置10 kW卤钨灯光源并外置两台带有电动光阑的总功率为14 kW的氙灯光源,可实现4个量级的大动态范围调节。经测试,该积分球在250 nm处的辐亮度为0.54μW·cm^(-2)·nm^(-1)·sr^(-1),在279~400 nm紫外波段处的辐亮度大于1个太阳常数,辐亮度定标扩展不确定度为5.28%。对紫外积分球辐射源的各项性能进行了测试,结果表明,紫外辐射源的面非均匀性在380 nm处为0.65%;在扫描夹角为-20°≤θ≤+20°时,水平和垂直方向上的角非均匀性优于0.49%,±45°方向上的角非均匀性优于0.69%。对光谱反射率对面均匀性及角均匀性的影响开展了研究,研究结果表明,随着光谱反射率的提高,面非均匀性下降0.17个百分点,角非均匀性下降0.15个百分点。对辐射源稳定性、荧光效应及系统热平衡展开了测试研究,所研制的紫外积分球辐射源具有紫外波段(250~400 nm)亮度高、口径大、均匀性好及可靠性高等特点,是理想的大面积郎伯面源,可满足紫外波段航天载荷辐射定标需求。

关键词：测量紫外积分球压制涂层高亮度大口径辐射定标

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云相机绝对辐射定标技术研究

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光学学报 2022年第6期42卷 182-189页

作者：池杲鋆汪杰君李孟凡胡亚东王相京洪津桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 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 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

云相机用于对目标区域进行云识别和云覆盖率的判别,其采用阈值法进行云判。为满足云判的准确性,确定探测器响应值与辐亮度之间的关系尤为重要。以云相机采用的基于拜耳阵列的面阵彩色CCD相机为研究对象,分析其成像过程,发现其红(R)、绿... 详细信息

云相机用于对目标区域进行云识别和云覆盖率的判别,其采用阈值法进行云判。为满足云判的准确性,确定探测器响应值与辐亮度之间的关系尤为重要。以云相机采用的基于拜耳阵列的面阵彩色CCD相机为研究对象,分析其成像过程,发现其红(R)、绿(G)、蓝(B)通道的辐射响应光谱存在重叠;以此为基础,建立了多通道CCD探测器辐射响应定标模型。针对云相机使用的R和B通道,使用747 nm LED和443 nm LED作为积分球的光源,设置光谱辐亮度的最小值、典型值、最大值,在单光源条件下进行云相机的绝对辐射响应定标实验以确定相应的绝对辐射响应系数,在双光源条件下验证了提出的辐射响应定标模型的正确性。该方法消除了探测器响应混叠带来的定标不确定性,有效提高了绝对辐射定标的准确度。

关键词：测量云相机 CCD相机辐射定标绝对定标

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