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分析仪器 2024年第5期 8-12页

作者：杜志刚祁利明刘贵喜李扬裕王广龙韩文录郑国栋赵全中朱愉洁施超欧内蒙古京泰发电有限责任公司鄂尔多斯010300 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司呼和浩特010010 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合肥230031 华东理工大学分析测试中心上海200237

该系统针对火电厂超高浓度脱硫废水中阴阳离子的测定设计,满足工厂检测的需求。通过实验并根据样品的特点,提出采用二步稀释的方案,第一步固定稀释,然后测定样品的电导值,根据电导值自动计算第二步稀释倍数,从而将高达数万μS/cm的样品... 详细信息

该系统针对火电厂超高浓度脱硫废水中阴阳离子的测定设计,满足工厂检测的需求。通过实验并根据样品的特点,提出采用二步稀释的方案,第一步固定稀释,然后测定样品的电导值,根据电导值自动计算第二步稀释倍数,从而将高达数万μS/cm的样品,稀释到100~200μS/cm满足离子色谱仪检测的要求。同时该稀释仪能自动完成阴阳离子标准曲线溶液的在线制备,供离子色谱分析。这将大大降低人工成本,提高检测的可靠性和工作效率。

关键词：超高浓度脱硫废水二步稀释标准溶液制备

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自校准多通道红外辐射计的设计与性能测试

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应用光学 2020年第4期41卷 743-753页

作者：张允祥李新李琛郑小兵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 中国科学技术大学科学岛分院安徽合肥230026 中国科学院重大科技任务局北京100864

为满足遥感器热红外波段自动化观测定标的需求,研制了具有自动化观测能力的自校准多通道红外辐射计。该设备需具有以下特色功能:1)采用电机驱动镀金反射镜的设计,实现0°~90°仰角的大气下行辐射和地表辐亮度的测量,为消除大气... 详细信息

为满足遥感器热红外波段自动化观测定标的需求,研制了具有自动化观测能力的自校准多通道红外辐射计。该设备需具有以下特色功能:1)采用电机驱动镀金反射镜的设计,实现0°~90°仰角的大气下行辐射和地表辐亮度的测量,为消除大气下行辐射对反演地表温度的影响提供了技术手段;2)采用滤光轮分光的方法实现了6个光谱通道的自动设置,结合多通道温度与发射率分离算法可以实现场地温度与发射率的分离,为卫星遥感器热红外波段绝对辐射定标提供了2个关键因子;3)采用内置2个控温精度分别优于0.04 K和0.05 K、发射率均高于0.994,稳定性均优于0.0014的黑体实现内部探测器的实时辐射定标,有效地消除了内部背景辐射对辐射测量的影响,定标不确定度小于0.167%。等效测温不确定度为0.2 K(@303 K,11μm),为遥感器热红外波段场地自动化定标应用的开展奠定了基础。

关键词：定标自动化辐射计自校准不确定度分析

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分振幅型全Stokes同时偏振成像系统波片相位延迟误差分析

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物理学报 2019年第2期68卷 102-114页

作者：殷玉龙孙晓兵宋茂新陈卫陈斐楠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

分振幅型全Stokes同时偏振成像仪具有实时性好、空间分辨率高、精度高等优点,有很高的应用价值.分振幅型全Stokes同时偏振成像系统利用偏振分束器、1/2波片和1/4波片将入射光Stokes矢量调制在4幅图像中,可解析入射光Stokes矢量. 1/2波片... 详细信息

分振幅型全Stokes同时偏振成像仪具有实时性好、空间分辨率高、精度高等优点,有很高的应用价值.分振幅型全Stokes同时偏振成像系统利用偏振分束器、1/2波片和1/4波片将入射光Stokes矢量调制在4幅图像中,可解析入射光Stokes矢量. 1/2波片和1/4波片的相位延迟误差对Stokes矢量测量精度有着不可忽略的影响.建立了包含上述两种误差的Stokes矢量测量误差方程,分析了1/2波片和1/4波片相位延迟耦合误差对自然光、0°/45°线偏光、左旋圆偏光等典型基态入射光的Stokes矢量测量误差的影响,推导了任意偏振态的Stokes矢量测量误差的表征方法.在邦加球球面和球内选取不同偏振度的Stokes矢量作为入射光进行仿真.结果表明, Stokes矢量测量误差和偏振度测量误差均随着入射光偏振度的增大而增大.选取入射光偏振度为1时的偏振测量精度评估系统.为满足2%的偏振测量精度, 1/2波片相位延迟误差应在±1.6°内, 1/4波片相位延迟误差应在±0.5°内.这对提高系统的偏振测量精度具有重要意义,为系统设计和研制提供了重要的理论指导.

关键词：偏振成像波片相位延迟误差 Stokes矢量

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GOSs-稀土配合物紫外增强材料的光谱分析与稳定性研究

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光谱学与光谱分析 2020年第2期40卷 379-384页

作者：李志远刘雪连郑安东王国栋夏果陆红波合肥工业大学光电技术研究院特种显示技术国家工程实验室现代显示技术省部共建国家重点实验室安徽合肥230009 合肥工业大学化学与化工学院安徽省先进功能材料与器件重点实验室安徽合肥230009 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

氧化石墨烯薄片(GOSs)作为一种新型的二维片状材料,具有较高的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的光热稳定性。而稀土配合物通过无机稀土元素与有机配体的结合表现出优异的荧光特性。为了将两类材料具有的物化特性结合起来应用... 详细信息

氧化石墨烯薄片(GOSs)作为一种新型的二维片状材料,具有较高的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的光热稳定性。而稀土配合物通过无机稀土元素与有机配体的结合表现出优异的荧光特性。为了将两类材料具有的物化特性结合起来应用于紫外光谱探测领域。选取了合适的有机配体啉菲罗啉(1,10-邻二氮杂菲,phen)、2’2-联嘧啶(bpm)作为桥联分子,把氧化石墨烯(GOSs)与稀土配合物通过氢键自组装作用进行复合,制备了高效稳定可调的GOSs-稀土配合物复合荧光材料GOSs-Eu(BA)3phen和GOSs-Eu(TTA)3bpm,并且制备了相应的聚乙烯醇(PVA)共混紫外增强薄膜,对其光谱特性与稳定性进行了深入的研究。采用红外光谱、扫描电镜和金相显微镜等方法,对紫外增强材料进行了性能表征。采用吸收光谱,荧光光谱等方法,对紫外增强薄膜进行了性能表征。此外,通过热重测试(TGA)表征了GOSs氢键复合前后紫外增强材料的热稳定性,通过荧光强度-紫外光照次数表征了GOSs氢键复合前后紫外增强薄膜的光稳定性。红外光谱分析发现,进行配位前后有机配体的特征峰产生了频移,表明稀土配合物中Eu 3+与配体之间存在着明显的配位作用。在进行复合之后,桥联配体的特征峰也产生了偏移,表明GOSs与稀土配合物通过桥联分子的氢键作用进行了进行复合。吸收光谱与荧光光谱测定结果表明增强薄膜吸收峰在200~400 nm,荧光主峰在612 nm左右,为Eu 3+特征红色荧光峰,且不同配体可以实现不同范围的吸收产生差异化的荧光表现。扫描电镜和金相显微镜清晰地展示了稀土配合物复合前后的微观形貌,即颗粒状稀土配合物附着在石墨烯薄片上。光稳定性测试表明经过GOSs氢键复合之后,Eu(BA)3phen和Eu(TTA)3bpm稀土配合物荧光材料在进行25次荧光强度测试后光漂白程度分别下降了4.26%和6.41%,提高了其光稳定性。热重测试也表明在经过GOSs氢键复合之后,稀土配合物的热稳定性有了很大提高。总之,得益于GOSs和稀土配合物的特性结合,所制备的紫外增强材料表现出优异的荧光特性与稳定性,必将在紫外探测方面有着广阔的应用前景。

关键词：氧化石墨烯薄片稀土配合物紫外增强薄膜可调稳定

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基于太阳漫反射板线阵CCD相对辐射定标方法研究

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光学学报 2020年第6期40卷 173-181页

作者：许和鱼张黎明李鑫黄文薪司孝龙徐伟伟葛曙乐赵艳华王浩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 中国资源卫星应用中心北京100094 北京空间机电研究所北京100094

针对推扫型光学遥感器成像光学系统中线阵CCD探测器各像元响应不一致的现象,提出一种基于太阳漫反射板星上相对辐射定标方法。该方法以实验室积分球定标数据作为参考标准,对星上太阳漫反射板定标数据进行平场校正,消除了相机视场内杂散... 详细信息

针对推扫型光学遥感器成像光学系统中线阵CCD探测器各像元响应不一致的现象,提出一种基于太阳漫反射板星上相对辐射定标方法。该方法以实验室积分球定标数据作为参考标准,对星上太阳漫反射板定标数据进行平场校正,消除了相机视场内杂散光及双向反射分布函数(BRDF)分布对相对定标结果带来的影响;进而得到各像元的相对定标系数,最后将相对定标系数应用于海洋、戈壁滩、云层三种不同地物目标场景。结果表明:三种地物场景的原始影像中存在的各种垂直条纹噪声可以得到有效消除;相对定标后各场景影像条纹系数均优于0.0045;基于太阳漫反射板相对定标方法可对线阵CCD探测器进行大动态范围内相对辐射校正,具有较高的时效性和定标精度,以满足星上相对辐射定标需求。

关键词：遥感线阵CCD探测器太阳漫反射板相对辐射定标条纹系数

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基于ISSTES算法的敦煌场地红外特性研究

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量子电子学报 2020年第2期37卷 229-234页

作者：周艳张运杰张允祥李新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安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

敦煌场地光谱发射率和温度是基于敦煌辐射定标场开展卫星遥感器热红外波段在轨辐射定标的重要参数。利用便携式傅里叶变换红外光谱仪(D&P 102F)和红外标准板在2018年8月对敦煌辐射校正场地表发射率光谱进行了不同时间和观测条件下... 详细信息

敦煌场地光谱发射率和温度是基于敦煌辐射定标场开展卫星遥感器热红外波段在轨辐射定标的重要参数。利用便携式傅里叶变换红外光谱仪(D&P 102F)和红外标准板在2018年8月对敦煌辐射校正场地表发射率光谱进行了不同时间和观测条件下的多次测量。基于光谱多次迭代平滑温度与发射率分离算法(ISSTES),通过设置不同精度的温差间隔,对测得的野外光谱数据进行多次迭代平滑分析处理,实现了敦煌场地光谱发射率与温度的分离。与采用多通道法温度与发射率分离算法获得的CE312通道发射率进行比较,结果表明各个通道发射率的误差均在0.011以内,验证了试验获得的敦煌场地光谱发射率和温度具有较好的精度。本试验为基于敦煌定标场开展卫星遥感器热红外通道在轨辐射定标提供参考。

关键词：遥感温度与发射率分离辐射定标红外光谱发射率

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基于宽动态目标的高分辨率光学卫星相机在轨辐射定标

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光学学报 2019年第10期39卷 310-317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

针对场地辐射定标方法难以覆盖遥感器动态范围的问题,提出基于多种反射率呈线性的宽动态目标的高分辨率光学卫星相机在轨辐射定标方法。以地面同步的实际测量代替气溶胶散射特性假设,采用线性回归法分离宽动态目标反射辐射与程辐射、地... 详细信息

针对场地辐射定标方法难以覆盖遥感器动态范围的问题,提出基于多种反射率呈线性的宽动态目标的高分辨率光学卫星相机在轨辐射定标方法。以地面同步的实际测量代替气溶胶散射特性假设,采用线性回归法分离宽动态目标反射辐射与程辐射、地-气耦合辐射及暗电流等背景辐射,在简化辐射传输计算的同时降低对背景环境的要求,实现星载高分辨率遥感器全动态范围定标与响应线性检测。试验结果表明:光学卫星相机基于宽动态目标的在轨辐射定标方法的不确定度小于3.6%,与反射率基法定标结果之间的差异小于5.5%,反演的地物反射率及辐亮度与实测值之间的误差均小于6%,验证了在轨辐射定标方法的有效性,该方法可以满足复杂环境条件下高精度在轨定标的应用需求。

关键词：遥感辐射定标宽动态目标漫射辐射/总辐射比

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基于高分五号DPC氧气A吸收波段的云顶压强反演

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大气与环境光学学报 2021年第3期16卷 256-268页

作者：乔瑞伽丽丽许华李正强朱思峰谢一凇洪津代海山麻金继中国科学院空天信息创新研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室北京 100101 中国科学院大学北京 100049 中国科学院空天信息创新研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室北京 100101 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 上海卫星工程研究所上海 201109 安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖 241000

云顶压强可用于估计云高,对气象观测和云特性研究等具有重要的作用.基于高分五号卫星搭载的多角度偏振探测仪(DPC)在氧气A吸收带设置的763 nm和765 nm两个波段进行了云顶压强反演方法的研究.首先,通过辐射传输模拟和多项式拟合得到了大... 详细信息

云顶压强可用于估计云高,对气象观测和云特性研究等具有重要的作用.基于高分五号卫星搭载的多角度偏振探测仪(DPC)在氧气A吸收带设置的763 nm和765 nm两个波段进行了云顶压强反演方法的研究.首先,通过辐射传输模拟和多项式拟合得到了大气压强的计算公式,并对拟合公式进行了误差分析和校正.然后,分析了气溶胶、大气廓线等因素对云顶压强反演结果的影响,并进一步利用晴空地表对反演方法进行了稳定性测试和原理性验证.测试结果表明氧气A带方法稳定性较好,可以适用于不同天气状况和观测角度;验证结果表明DPC反演压强与DEM估算压强有很好的一致性,地表压强的平均偏差约为47.6 hPa.最后,将DPC反演的云顶压强与MODIS云顶压强产品(MYD06)进行了对比,结果表明两颗卫星的云顶压强观测结果具有较好的空间一致性.

关键词：云顶压强差分吸收光谱技术氧气A吸收带反演

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自动多波段太阳辐射计光机设计及热力学有限元分析

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光子学报 2019年第4期48卷 171-181页

作者：张权李新张艳娜黄冬郑小兵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合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

研制了自动多波段太阳辐射计,仪器包含8个光谱通道,覆盖可见-近红外波段.通过二维转台和四象限跟踪组件,可实现对太阳直射辐照度、天空辐亮度、气溶胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量的实时自动测量,并远程控制和传输数据.为减小温... 详细信息

研制了自动多波段太阳辐射计,仪器包含8个光谱通道,覆盖可见-近红外波段.通过二维转台和四象限跟踪组件,可实现对太阳直射辐照度、天空辐亮度、气溶胶光学厚度、大气柱水汽含量和臭氧含量的实时自动测量,并远程控制和传输数据.为减小温度变化对探测器响应的影响,对光机头部的八通道主体部分进行了温控设计.结合野外环境的实际情况,对关键部件八通道主体和散热外壳进行了热力学有限元分析.分析结果表明,主要光学元器件的安装结构满足实际温度变化产生的零件形变需求;增大外壳的散热面积可以有效提高八通道主体的温控效率,增强野外环境适应性.仪器在敦煌辐射校正场长期工作,经受住了风沙、雨水和温差等的测试,其温控系统的温度维持在25±0.2℃,表现出良好的稳定性,验证了温控设计的可靠性.

关键词：辐射定标太阳辐射计光机设计温控设计热力学有限元分析

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超光谱比值辐射仪光机系统设计与外场实验分析

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光子学报 2019年第3期48卷 102-112页

作者：张权李新刘恩超张艳娜翟文超郑小兵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合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

针对我国光学遥感卫星高频次和高精度定标的技术需求,以及目前人工定标的不足,研制了超光谱比值辐射仪系统.该仪器具备长期自动观测功能,光谱范围为400～2 500nm.光机系统主要由前置光学系统和光谱模块组成.根据场地定标中的参数需求与... 详细信息

针对我国光学遥感卫星高频次和高精度定标的技术需求,以及目前人工定标的不足,研制了超光谱比值辐射仪系统.该仪器具备长期自动观测功能,光谱范围为400～2 500nm.光机系统主要由前置光学系统和光谱模块组成.根据场地定标中的参数需求与自动化定标的目标,设计积分球测量总辐照度,并通过遮挡的方式实现漫射辐照度的测量,获得卫星定标中的漫总比数据;设计光学镜头测量地面辐亮度,从而实现大气-地表辐射特性的自动观测.同时仪器集成了定标数据实时预处理和远程传送等功能.为验证仪器的野外环境适应性和自动化测量数据的可靠性,与传统人工测量地表反射率与漫总比的方式进行了外场对比实验.实验结果表明,两种方式所测的总辐照度、漫射辐照度和直射辐照度的相对偏差均小于5%,漫总比的绝对偏差均小于0.025%;所测反射率整体趋势相同,且二者的偏差普遍在±1%以内,最大偏差小于±2.5%.超光谱比值辐射仪具有较高的自动化测量精度,能够替代人工测量大气辐射特性参数和地表反射率,实现较高的测量频次,在遥感卫星自动化定标领域具有广阔的应用前景.

关键词：辐射定标反射率辐照度漫总比光机设计

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