检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2020年第8期49卷 133-144页

作者：向光峰黄禅孟炳寰李双韩琳涂碧海洪津中国科学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

高精度的图像配准是保证多角度偏振成像仪在轨数据有效性的关键.介绍了多角度偏振成像仪基于光楔的偏振图像配准方法和基于地球参考网格的多角度、多光谱图像配准方法.系统地分析了影响多角度偏振成像仪多角度、多光谱图像配准性能的误... 详细信息

高精度的图像配准是保证多角度偏振成像仪在轨数据有效性的关键.介绍了多角度偏振成像仪基于光楔的偏振图像配准方法和基于地球参考网格的多角度、多光谱图像配准方法.系统地分析了影响多角度偏振成像仪多角度、多光谱图像配准性能的误差,并提出通过相对几何定标提高多角度、多光谱图像配准性能.对比误差校正前后多角度偏振成像仪的多角度、多光谱图像配准性能,证明所提方法有效地提高了多角度、多光谱图像配准精度.多角度偏振成像仪在轨多角度、多光谱和偏振图像配准精度分别优于0.26 pixel、0.14 pixel和0.1 pixel.

关键词：图像配准在轨几何定标多角度偏振成像仪偏振探测高分五号卫星

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高分五号卫星GMI大气CO_(2)反演方法

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大气与环境光学学报 2021年第3期16卷 231-238页

作者：叶函函王先华吴时超李超李志伟施海亮熊伟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

二氧化碳(CO_(2))是大气中重要的温室气体,准确掌握大气CO_(2)的含量及变化可为气候变化预测及环境决策提供支持。为满足气候研究的需求,卫星观测大气CO_(2)柱平均干空气混合比(XCO_(2))的反演精度需优于1%。搭载于高分五号卫星上的大... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))是大气中重要的温室气体,准确掌握大气CO_(2)的含量及变化可为气候变化预测及环境决策提供支持。为满足气候研究的需求,卫星观测大气CO_(2)柱平均干空气混合比(XCO_(2))的反演精度需优于1%。搭载于高分五号卫星上的大气主要温室气体监测仪GMI (Greenhouse gases monitoring instrument)采用新型的空间外差光谱技术,具有超高光谱分辨率。由于超分辨率卫星观测光谱面临着大气、地表和仪器的综合影响,故根据GMI仪器特征设计了针对性的反演方法,通过光谱信息含量的分析,构建出用于大气CO_(2)反演的信息谱以及用于背景扣除的参考谱,以此重建观测数据和模拟数据,并采用最优化估计法反演大气XCO_(2)。该方法具备缓变背景扣除功能,可解决空间外差干涉型光谱的大气CO_(2)反演问题。利用该反演方法对2018年8月至2019年3月的GMI观测数据开展反演,并采用碳总量观测网12个站点的地面大气CO_(2)测量结果进行验证。验证结果表明该反演方法可稳定实现GMI卫星观测数据的反演,且GMI大气XCO_(2)反演精度为0.67%,优于1%的应用需求。

关键词：大气CO_(2) 反演方法空间外差光谱验证

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AGRI中太阳漫反射板反射率衰减监测仪的角度因子在轨校验研究

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光学学报 2020年第11期40卷 200-208页

作者：汪伟张黎明徐伟伟司孝龙黄文薪中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学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

太阳漫反射板反射率衰减监测仪(后简称比辐射计,SDRDM)被用来监测漫反射板反射率的变化。其太阳观测端口的透过率和太阳漫射板的相对双向反射分布函数(BRDF)是随角度变化的变量,因此比辐射计观测信号会受到入射光线角度的影响,该影响因... 详细信息

太阳漫反射板反射率衰减监测仪(后简称比辐射计,SDRDM)被用来监测漫反射板反射率的变化。其太阳观测端口的透过率和太阳漫射板的相对双向反射分布函数(BRDF)是随角度变化的变量,因此比辐射计观测信号会受到入射光线角度的影响,该影响因子被叫作比辐射计角度因子(简称角度因子)。提出一种使用星上数据计算角度因子的方法,该方法被使用的前提是太阳漫射板在轨前期不发生衰退。采用相同太阳角度比值计算,在不使用比辐射计角度因子的前提下验证了太阳漫反射板在轨前期的稳定性。随后计算SDRDM的角度因子,并与实验室测量结果进行比对。结果显示星上计算值与实验室测量值偏差小于0.5%,发射前测量的角度因子可以用于计算太阳漫反射板的退化因子。

关键词：遥感星上定标太阳漫反射板反射率衰减监测仪角度因子退化因子

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便携式多通道辐射参考光源的设计与测试

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光学学报 2020年第20期40卷 20-26页

作者：李孟凡胡亚东崔珊珊于新宇裘桢炜厉卓然王相京张爱文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... 详细信息

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。

关键词：大气光学性能监测多通道辐射参考光源性能测试

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科学级CCD制冷系统设计及其温度特性分析

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光学学报 2020年第17期40卷 15-21页

作者：姚萍萍孙亮许孙龙于新宇许智龙崔珊珊骆冬根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

为降低探测器的热噪声和暗电流,研制了一套高精度和高稳定度科学级裸片探测器制冷系统。提出了一种基于低温循环机和薄膜电加热器组合的探测器控温方法,减小了测试光源及环境温度变化对器件自身性能的影响。实验结果表明,探测器制冷系... 详细信息

为降低探测器的热噪声和暗电流,研制了一套高精度和高稳定度科学级裸片探测器制冷系统。提出了一种基于低温循环机和薄膜电加热器组合的探测器控温方法,减小了测试光源及环境温度变化对器件自身性能的影响。实验结果表明,探测器制冷系统降温速率不大于0.6℃/min,控温精度优于±0.08℃,将该制冷系统应用于多角度偏振成像仪面阵探测器的光电性能测试,测试结果表明:探测器工作温度升高6.5℃,暗电流增加1倍左右,20℃时暗电流是0℃时的6.93倍。近红外波段的量子效率受温度影响较大,810 nm和900 nm波段在0~15℃工作区间内量子效率的温度变化率为0.2993%℃-1和0.4575%℃-1。探测器暗电流和光谱响应度的温度特性研究为多角度偏振成像仪在轨辐射定标的温度校正提供了依据。

关键词：探测器电荷耦合器件温度控制偏振成像仪光电性能

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空间偏移拉曼光谱技术及数据处理方法研究

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光谱学与光谱分析 2020年第1期40卷 71-74页

作者：李扬裕马建光李大成崔方晓王安静吴军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 军事科学院系统工程研究院北京100082

传统拉曼光谱分析技术在对容器内未知样品进行检测时极易受到容器壁的荧光和拉曼散射干扰,其商业应用往往仅限于透明塑料或玻璃包装的情况。由于光子在介质内部的迁移方向具有随机性,与表层相比内部深层处产生的拉曼散射光子在扩散过程... 详细信息

传统拉曼光谱分析技术在对容器内未知样品进行检测时极易受到容器壁的荧光和拉曼散射干扰,其商业应用往往仅限于透明塑料或玻璃包装的情况。由于光子在介质内部的迁移方向具有随机性,与表层相比内部深层处产生的拉曼散射光子在扩散过程中更易于横向迁移,因此偏离激光入射点不同距离的拉曼光谱包含了不同深度层的拉曼光谱信息。空间偏移拉曼光谱技术通过将拉曼光收集点偏离激光入射点,能够抑制容器壁的荧光和拉曼散射干扰,从而实现对有色、不透明包装内样品的有效检测。通过设计搭建了空间偏移拉曼光谱实验装置,实现-1.0~10.0 mm偏移距离的可调节。使用青色、不透明的1 mm厚PMMA平板来模拟容器壁,使用碳酸钙(CaCO3)粉末作为内部待测样品。分别采用传统方式(零偏移)和空间偏移方式对容器内样品进行测量。对采集的原始光谱首先进行平均和7阶多项式拟合去除基线(荧光),然后以3个最大特征峰的平均值作为光谱强度的评价指标,对空间偏移拉曼光谱信号随偏移距离的变化规律进行分析,发现:随着空间偏移距离的增大,容器壁的拉曼散射强度快速下降,而内部样品的拉曼散射强度先上升后缓慢下降;对于均匀厚度、各向同性的样品,变化趋势关于零偏移两侧对称,此外光束的斜入射会引起轻微的不对称;在某个偏移距离处样品与容器壁的光谱强度比值达到最大值,存在最优探测偏移距离,对于此次样品其最优偏移距离为1.2 mm。在容器和样品材质未知的情况下,采用比例相减的方法仍可以得到各层干净的拉曼光谱,通过对零偏移和最优偏移处的光谱进行计算,分别得到容器壁和内部样品干净的拉曼光谱,实现对内部样品的有效检测。研究结果在一定程度上证明了空间偏移拉曼光谱技术在不透明、有色容器内样品的检测方面的潜力,为进一步研究空间偏移拉曼光谱技术及数据处理方法提供基础。

关键词：空间偏移拉曼光谱技术穿透容器检测光谱解混无损检测

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基于HY-1C SCS太阳漫反射板的星上绝对辐射定标与验证

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光学学报 2020年第9期40卷 175-184页

作者：许和鱼张黎明黄文薪李鑫司孝龙徐伟伟宋庆君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 国家卫星海洋应用中心北京100081

建立了基于星上定标光谱仪(SCS)太阳漫反射板的绝对辐射定标模型。通过对2018年12月12日星上漫反射板定标数据进行处理,得到SCS绝对辐射定标系数。以TERRA MODIS为参考载荷,对SCS辐射定标系数进行三次交叉验证。为了提高光谱匹配精度,... 详细信息

建立了基于星上定标光谱仪(SCS)太阳漫反射板的绝对辐射定标模型。通过对2018年12月12日星上漫反射板定标数据进行处理,得到SCS绝对辐射定标系数。以TERRA MODIS为参考载荷,对SCS辐射定标系数进行三次交叉验证。为了提高光谱匹配精度,消除光谱设置的差异,对SCS各通道实测等效辐亮度进行插值迭代,得到光谱辐亮度,并将该结果与TERRA MODIS光谱响应函数进行积分,得到预测等效辐亮度。通过比较发现,MODIS各通道预测与实测等效辐亮度具有非常好的一致性,相对偏差均值最大为2.78%,表明SCS辐射定标系数真实可靠,具有较高的定标精度。同时也验证了双向反射分布函数(BRDF)、透过率等参数具有较高的测试精度。

关键词：遥感星上定标光谱仪太阳漫反射板辐射定标验证

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448888 nm泵浦的自发参量下转换特性研究

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量子电子学报 2024年第4期 638-648页

作者：尹琳李健军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技术大学

自发参量下转换的光谱、光子数率和时间相关性对宽波段光电探测器定标具有重要意义。本文理论模拟了488 nm连续激光泵浦偏硼酸钡（BBO）晶体的光谱和光子数率的分布,搭建了光谱、光子数率和时间相关性测量的实验系统。基于理论研究, BB... 详细信息

自发参量下转换的光谱、光子数率和时间相关性对宽波段光电探测器定标具有重要意义。本文理论模拟了488 nm连续激光泵浦偏硼酸钡（BBO）晶体的光谱和光子数率的分布,搭建了光谱、光子数率和时间相关性测量的实验系统。基于理论研究, BBO晶体的相位匹配角选择24.3184°,可实现605～2523 nm连续宽波段相关光子制备,光子数率最大值为4.2716×107s-1。采用CMOS相机和光电倍增管测量相关光子圆环和光子数率,根据波长和探测器响应波段来选择相应的光电探测器,以测量时间相关性。实验测量得到605～1000 nm波段的相关光子光谱,光子数率的实测值与理论值偏差在1个量级内,并观察到710～1560 nm波段的符合峰。实验结果验证了所建立的理论模型的正确性、自发参量下转换过程的宽光谱特性和时间相关性,为实现可见-近红外波段的宽光谱相关光子定标提供了研究基础。

关键词：非线性光学可见-近红外相关光子自发参量下转换光子数率时间相关性

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基于FPGA与PXIe总线的光纤通信板卡设计与实现

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电子测量技术 2021年第22期44卷 1-6页

作者：蔡伟杰吴洋邹鹏王友康路美娜宋茂新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

为实现基于线阵CCD成像原理的调焦调平系统的图像数据采集、上传与分析,设计了基于PXIe总线与FPGA的数据传输系统。系统采用FPGA夹层卡(FMC)架构,由夹层卡和载卡构成。夹层卡配备4个高速光纤通信接口,实现与高速图像输出设备的接口互联... 详细信息

为实现基于线阵CCD成像原理的调焦调平系统的图像数据采集、上传与分析,设计了基于PXIe总线与FPGA的数据传输系统。系统采用FPGA夹层卡(FMC)架构,由夹层卡和载卡构成。夹层卡配备4个高速光纤通信接口,实现与高速图像输出设备的接口互联。载卡采用FPGA做为主控制器,实时接收夹层卡传输的图像数据,将其缓存至板载的DDR SDRAM后,通过PXIe接口传输至PC机。系统研制完成后,对10 Gbps传输速率下的光纤接口的数据传输性能进行了测试,得到了端正、线迹清晰的眼图;进行了PXIe接口的批量数据传输测试,结果表明FPGA发送的数据与上位机接收的数据完全一致,验证了方案的正确性及合理性。

关键词： FPGA PXIe总线光纤 FMC 调焦调平系统

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基于自发参量下转换定标辐射计的实验研究

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光子学报 2020年第6期49卷 44-51页

作者：胡友勃高冬阳李健军郑小兵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合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 上海航天控制技术研究所上海201109

测量了自发参量下转换的宽光谱分布和时间相关性,搭建了基于自发参量下转换定标的辐射计.在自发参量下转换定标探测效率的基础上推导了光子计数模式的辐亮度测量方程,根据定标原理辐射计可以实时监测和校正仪器的光电衰变.通过插入光学... 详细信息

测量了自发参量下转换的宽光谱分布和时间相关性,搭建了基于自发参量下转换定标的辐射计.在自发参量下转换定标探测效率的基础上推导了光子计数模式的辐亮度测量方程,根据定标原理辐射计可以实时监测和校正仪器的光电衰变.通过插入光学衰减片和更换探测器模拟了辐射计在光路衰变和电路衰变情况下能够修正自身衰变对观测结果的影响,观测辐亮度的一致性优于0.38%.测量结果为自发参量下转换定标技术应用在未来的气候观测星上定标器等空间平台提供实验依据.

关键词：自发参量下转换光谱分布辐射计光子计数量子效率

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