利用鋁基漫反射板可以實現(xiàn)在真空紫外波段對星載光譜儀器的在軌輻射定標(biāo),通過大氣外太陽輻照度與漫反射板的BRDF特性可以對探測器進行標(biāo)定,漫反射板在這個過程中起到標(biāo)準(zhǔn)傳遞的作用。為了研究鋁基漫反射板在真空遠(yuǎn)紫外波段的BDRF特性,通過對光源進行監(jiān)測和補償,使用相對測量的方式,減少了探測器響應(yīng)不線性和光源不穩(wěn)定性帶來的誤差。使用BRDF測量設(shè)備對漫反射板在110 nm、150 nm和200 nm三個波長下以正入射和30°斜入射的組合進行BRDF測量,實驗結(jié)果表明,BRDF值與波長、入射角度和天頂角等因素相關(guān),在正入射時,110 nm和150 nm波長的BRDF峰值比200 nm時分別下降26.10%和11.94%,斜入射時,110 nm和150 nm波長的BRDF峰值比200 nm時分別下降31.04%和16.04%;在正入射和斜入射時,BDRF值均隨方位角的增加而減少,但是正入射時漫反板的散射相對比較均勻,斜入射時的鏡面反射現(xiàn)象明顯;隨入射角度的增加,BRDF值隨天頂角的增加下降趨勢更快。實驗結(jié)果可以為鋁基漫反射板在遠(yuǎn)紫外波段的BRDF特性提供數(shù)據(jù)參考,為星上定標(biāo)提供依據(jù)。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

漫反射面BRDF幾何關(guān)系

使用絕對測量方法在遠(yuǎn)紫外波段測量漫反板的BRDF存在兩個顯著的缺點。第一,遠(yuǎn)紫外波段很難獲得穩(wěn)定的光源,在相鄰兩次測量間隔內(nèi)光源的穩(wěn)定性對測量結(jié)果具有明顯的影響;第二,由于入射光信號與反射光信號的量級差異有可能達到104,因此,要求探測器在極寬的測量范圍內(nèi)可以實現(xiàn)線性測量,這對探測器的要求很高。針對遠(yuǎn)紫外BRDF測量特點,為了提高測量的準(zhǔn)確性,采用一套光源監(jiān)測比例補償?shù)臏y量方法,基本原理如圖2所示。光源(氘燈+單色儀)發(fā)出的光,經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后進入分光系統(tǒng),分光系統(tǒng)是由直流無刷電機驅(qū)動的反射式調(diào)制扇結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)動頻率80 Hz,穩(wěn)定性±0.5 %,占空比50 %,調(diào)制扇反射出去的光通過監(jiān)測光路進入監(jiān)測探測器,無遮擋的另一部分光進入后續(xù)測量光路。入射到待測漫反射板的光發(fā)生漫反射,主光路就可以對反射光信號進行測量�？紤]到遠(yuǎn)紫外波段光譜的傳輸特性,主測量光路和準(zhǔn)直光路均采用離軸凹面反射鏡和平面反射鏡的組合形式設(shè)計,反射鏡表面鍍Al+MgF2膜以提高反射率。分光系統(tǒng)具有穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和占空比,因此,主探測光路和檢測光路在同一時刻接收到的能量具有恒定的比例關(guān)系,通過這個比例關(guān)系就可以對光源的能量衰減進行監(jiān)測,減少對光源穩(wěn)定性的依賴。

BRDF測量系統(tǒng)主要由準(zhǔn)直光路、調(diào)制扇組件、監(jiān)測光路、樣品調(diào)整臺、探測器調(diào)整臺和主探測光路等部分組成,如圖3所示。光源經(jīng)準(zhǔn)直光路進入調(diào)制扇組件,通過調(diào)制扇的作用一部分光進入監(jiān)測光路,另一部分光入射到待測樣品上。待測樣品安裝在樣品水平位移臺上,在樣品水平位移臺、樣品垂直位移臺和樣品旋轉(zhuǎn)臺的支撐下,樣品具有2個平移自由度和1個旋轉(zhuǎn)自由度,通過控制這3個自由度可以調(diào)整斜入射角度和入射到待測樣品的位置。主光路探測器固定在探測懸臂上,通過探測器俯仰轉(zhuǎn)臺和探測器方位轉(zhuǎn)臺帶動主光路探測器轉(zhuǎn)動,可以實現(xiàn)主光路探測器對待測漫反射板在一定半球空間內(nèi)反射信號的測量。樣品水平位移臺和樣品垂直位移臺承載能力大于5 kg,采用步進電機細(xì)分驅(qū)動,重復(fù)定位精度和絕對定位精度均優(yōu)于0.05 mm。樣品旋轉(zhuǎn)臺和探測器范圍轉(zhuǎn)臺采用相同型號轉(zhuǎn)臺,轉(zhuǎn)臺臺面直徑?100 mm,采用步進電機細(xì)分驅(qū)動和渦輪蝸桿減速(減速比180),轉(zhuǎn)角精度分別優(yōu)于0.05°和0.1°。探測器俯仰轉(zhuǎn)臺采用?60 mm臺面轉(zhuǎn)臺,采用步進電機細(xì)分驅(qū)動和渦輪蝸桿減速(減速比90),轉(zhuǎn)角精度優(yōu)于0.1°。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3403711