漫反射板遠紫外BRDF測量方法研究與系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間:2021-11-02 19:58
在真空紫外到近紅外波段,基于太陽-漫反射板的輻射定標方式可實現(xiàn)地球觀測衛(wèi)星多光譜探測器全孔徑、全視場、高精度的在軌輻射定標。探測器利用太陽-漫反射板輻射定標的過程是通過已知的大氣外太陽輻照度和漫反射板雙向反射分布函數(shù)(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)值確立探測器輻亮度標準的過程。對于紫外波段漫反射板的BRDF測量,特別是遠紫外波段,難以找到強度高、穩(wěn)定性好的光源,在光路傳播過程中光能損耗大,微弱紫外光譜信號定標困難,現(xiàn)有測量手段難以實現(xiàn)對漫反射板遠紫外波段BRDF的高精度測量。為實現(xiàn)星載漫反射板遠紫外波段(110nm200nm)高精度的BRDF測量,在現(xiàn)有的BRDF測量理論基礎(chǔ)上,總結(jié)了相對測量方法與絕對測量方法的優(yōu)缺點,并結(jié)合遠紫外波段的光譜特點提出了采用光源監(jiān)測比例補償方案的BRDF測量方法,采用這種方案極大地降低了遠紫外波段BRDF測量過程中由于光源穩(wěn)定性和探測器線性響應(yīng)而帶來的測量誤差。根據(jù)光源監(jiān)測比例補償方案理論設(shè)計了一套BRDF自動測量系統(tǒng),自主完成了測量系統(tǒng)中準直系統(tǒng)、調(diào)制扇分...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圓形導(dǎo)軌式BRDF測量系統(tǒng)
圖 1.2 機械臂式 BRDF 測量系統(tǒng)Figure 1.2 BRDF measurement system of the form of robot arm1.2[36]為機械臂式 BRDF 測量測量系統(tǒng),這種機械臂式的測量機臂控制樣品位姿外加光源一維旋轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)不同入射光方向的 BRDF 測量,通過光源轉(zhuǎn)動與機械臂對漫反射板的方位控何入射角和散射角組合下的 BRDF 測量,位置精度較高,但是拉角變換,對機械臂控制和裝調(diào)要求較高,同時機械臂的成本
第 1 章 緒論5圖1.3 轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臂式BRDF測量系統(tǒng)Figure 1.3 BRDF measurement system of the form of turnable arm圖 1.3[37]為轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臂式 BRDF 測量系統(tǒng),該結(jié)構(gòu)的測量系統(tǒng)光源部分固定不動,探測器位于轉(zhuǎn)臂上隨轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動,可以實現(xiàn)測量方位角 0 ~360 和天頂角-90 ~90°的變化;測試樣品位于樣品臺上,可以實現(xiàn)二維平移和一維旋轉(zhuǎn)以控制探測點和入射光線角度的變化。這種轉(zhuǎn)臺式的結(jié)構(gòu)原理簡單,機械加工裝調(diào)方便,相對成本較低,但是測量過程中會有部分擋光現(xiàn)象造成某些角度下的BRDF 值無法測量。1.2.2 國內(nèi)外典型 BRDF 測量系統(tǒng)圖 1.4 為美國國家標準與技術(shù)研究院研制的用來進行漫反射板 BRDF 測量的機器人光學(xué)散射儀。該儀器使用具有從 500nm 至 2450nm 連續(xù)寬帶輸出的超連續(xù)譜光纖激光器作為光源,使用真空吸盤將聚四氟乙烯(PTFE)漫反射板樣品固定在六自由度機械臂上,通過光源轉(zhuǎn)動與機械臂對漫反射板的方位控制幾乎可以實現(xiàn)任何入射角和散射角組合下的 BRDF 測量
【參考文獻】:
期刊論文
[1]星上定標漫射板遠紫外BRDF測量方法[J]. 韓官,林冠宇,李博,汪龍祺,曹佃生. 光子學(xué)報. 2017(09)
[2]定標漫反射板實驗室系統(tǒng)級BRDF測量方法[J]. 李明,宗肖穎. 紅外與激光工程. 2017(01)
[3]漫反射板全光路全視場全口徑在軌輻射定標技術(shù)[J]. 趙艷華,董建婷,張秀茜,王斌. 航天返回與遙感. 2016(02)
[4]星上定標漫反射板設(shè)計研究[J]. 施家定,張黎明,曹興家,徐偉偉,韓慧達,王戟翔. 光學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[5]基于六軸串聯(lián)機械手的雙向反射分布函數(shù)測量裝置[J]. 李俊麟,張黎明,司孝龍,陳洪耀,王戟翔,沈政國. 光學(xué)精密工程. 2014(11)
[6]雙向反射分布函數(shù)絕對測量裝置研制[J]. 李俊麟,張黎明,陳洪耀,司孝龍,王戟翔,楊寶云,沈政國. 光學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[7]多目標復(fù)合半實物仿真系統(tǒng)的雜散光分析[J]. 范志剛,胡海力,陳守謙,左寶君,倪辰. 應(yīng)用光學(xué). 2014(02)
[8]高精度星上定標漫射板雙向反射分布函數(shù)絕對測量系統(tǒng)研究[J]. 陳洪耀,張黎明,施家定,司孝龍,沈政國,李俊麟,楊寶云,王戟翔,朱雪梅,杜志強. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2014(01)
[9]光學(xué)雙向反射分布函數(shù)的測量裝置研究[J]. 劉若凡,張憲亮,蘇紅雨,曾道全,劉夏茹. 紅外. 2014(01)
[10]真空紫外波段鋁反射膜制備[J]. 林大偉,郭春,張云洞,李斌成. 光學(xué)學(xué)報. 2012(02)
博士論文
[1]真空紫外光譜傳輸特性測試研究[D]. 李博.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2011
[2]真空紫外反射膜特性及相關(guān)技術(shù)研究[D]. 干蜀毅.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[3]溫度對材料雙向反射分布函數(shù)影響的理論及實驗研究[D]. 趙忠義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]星載太陽紫外光譜監(jiān)視器輻射定標的研究[D]. 賈輝.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2004
碩士論文
[1]溫度變化對鋁材料的BRDF影響研究[D]. 孟令鵬.長春理工大學(xué) 2016
[2]基于BRDF光譜的空間碎片表面材料分析[D]. 秦珍珍.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于數(shù)字鎖相放大器的微弱光電信號檢測研究[D]. 商慶健.蘭州交通大學(xué) 2015
[4]天基紅外測量相機輻射定標及誤差估計方法研究[D]. 周宇星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]極光形態(tài)及極光圖像分類算法的研究[D]. 韓慎苗.西安電子科技大學(xué) 2012
[6]航空遙感相機輻射與幾何實驗室定標方法的研究[D]. 鄭逢杰.河南理工大學(xué) 2011
[7]數(shù)字鎖相技術(shù)研究[D]. 李文星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[8]高光譜干涉成像光譜儀的研究[D]. 許家榕.南京理工大學(xué) 2008
[9]物體表面反射特性測定方法的研究[D]. 黃冰峰.華中科技大學(xué) 2007
[10]真空紫外反射鏡反射特性研究[D]. 孫青云.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3472301
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圓形導(dǎo)軌式BRDF測量系統(tǒng)
圖 1.2 機械臂式 BRDF 測量系統(tǒng)Figure 1.2 BRDF measurement system of the form of robot arm1.2[36]為機械臂式 BRDF 測量測量系統(tǒng),這種機械臂式的測量機臂控制樣品位姿外加光源一維旋轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)不同入射光方向的 BRDF 測量,通過光源轉(zhuǎn)動與機械臂對漫反射板的方位控何入射角和散射角組合下的 BRDF 測量,位置精度較高,但是拉角變換,對機械臂控制和裝調(diào)要求較高,同時機械臂的成本
第 1 章 緒論5圖1.3 轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臂式BRDF測量系統(tǒng)Figure 1.3 BRDF measurement system of the form of turnable arm圖 1.3[37]為轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臂式 BRDF 測量系統(tǒng),該結(jié)構(gòu)的測量系統(tǒng)光源部分固定不動,探測器位于轉(zhuǎn)臂上隨轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動,可以實現(xiàn)測量方位角 0 ~360 和天頂角-90 ~90°的變化;測試樣品位于樣品臺上,可以實現(xiàn)二維平移和一維旋轉(zhuǎn)以控制探測點和入射光線角度的變化。這種轉(zhuǎn)臺式的結(jié)構(gòu)原理簡單,機械加工裝調(diào)方便,相對成本較低,但是測量過程中會有部分擋光現(xiàn)象造成某些角度下的BRDF 值無法測量。1.2.2 國內(nèi)外典型 BRDF 測量系統(tǒng)圖 1.4 為美國國家標準與技術(shù)研究院研制的用來進行漫反射板 BRDF 測量的機器人光學(xué)散射儀。該儀器使用具有從 500nm 至 2450nm 連續(xù)寬帶輸出的超連續(xù)譜光纖激光器作為光源,使用真空吸盤將聚四氟乙烯(PTFE)漫反射板樣品固定在六自由度機械臂上,通過光源轉(zhuǎn)動與機械臂對漫反射板的方位控制幾乎可以實現(xiàn)任何入射角和散射角組合下的 BRDF 測量
【參考文獻】:
期刊論文
[1]星上定標漫射板遠紫外BRDF測量方法[J]. 韓官,林冠宇,李博,汪龍祺,曹佃生. 光子學(xué)報. 2017(09)
[2]定標漫反射板實驗室系統(tǒng)級BRDF測量方法[J]. 李明,宗肖穎. 紅外與激光工程. 2017(01)
[3]漫反射板全光路全視場全口徑在軌輻射定標技術(shù)[J]. 趙艷華,董建婷,張秀茜,王斌. 航天返回與遙感. 2016(02)
[4]星上定標漫反射板設(shè)計研究[J]. 施家定,張黎明,曹興家,徐偉偉,韓慧達,王戟翔. 光學(xué)學(xué)報. 2015(08)
[5]基于六軸串聯(lián)機械手的雙向反射分布函數(shù)測量裝置[J]. 李俊麟,張黎明,司孝龍,陳洪耀,王戟翔,沈政國. 光學(xué)精密工程. 2014(11)
[6]雙向反射分布函數(shù)絕對測量裝置研制[J]. 李俊麟,張黎明,陳洪耀,司孝龍,王戟翔,楊寶云,沈政國. 光學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[7]多目標復(fù)合半實物仿真系統(tǒng)的雜散光分析[J]. 范志剛,胡海力,陳守謙,左寶君,倪辰. 應(yīng)用光學(xué). 2014(02)
[8]高精度星上定標漫射板雙向反射分布函數(shù)絕對測量系統(tǒng)研究[J]. 陳洪耀,張黎明,施家定,司孝龍,沈政國,李俊麟,楊寶云,王戟翔,朱雪梅,杜志強. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報. 2014(01)
[9]光學(xué)雙向反射分布函數(shù)的測量裝置研究[J]. 劉若凡,張憲亮,蘇紅雨,曾道全,劉夏茹. 紅外. 2014(01)
[10]真空紫外波段鋁反射膜制備[J]. 林大偉,郭春,張云洞,李斌成. 光學(xué)學(xué)報. 2012(02)
博士論文
[1]真空紫外光譜傳輸特性測試研究[D]. 李博.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2011
[2]真空紫外反射膜特性及相關(guān)技術(shù)研究[D]. 干蜀毅.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[3]溫度對材料雙向反射分布函數(shù)影響的理論及實驗研究[D]. 趙忠義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]星載太陽紫外光譜監(jiān)視器輻射定標的研究[D]. 賈輝.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2004
碩士論文
[1]溫度變化對鋁材料的BRDF影響研究[D]. 孟令鵬.長春理工大學(xué) 2016
[2]基于BRDF光譜的空間碎片表面材料分析[D]. 秦珍珍.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于數(shù)字鎖相放大器的微弱光電信號檢測研究[D]. 商慶健.蘭州交通大學(xué) 2015
[4]天基紅外測量相機輻射定標及誤差估計方法研究[D]. 周宇星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]極光形態(tài)及極光圖像分類算法的研究[D]. 韓慎苗.西安電子科技大學(xué) 2012
[6]航空遙感相機輻射與幾何實驗室定標方法的研究[D]. 鄭逢杰.河南理工大學(xué) 2011
[7]數(shù)字鎖相技術(shù)研究[D]. 李文星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[8]高光譜干涉成像光譜儀的研究[D]. 許家榕.南京理工大學(xué) 2008
[9]物體表面反射特性測定方法的研究[D]. 黃冰峰.華中科技大學(xué) 2007
[10]真空紫外反射鏡反射特性研究[D]. 孫青云.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3472301
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