為了實時測量多個波段激光大氣透過率,研制了ISP02型近紅外太陽輻射計。詳細闡述了該儀器的硬件組成、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計以及工作流程,并對儀器進行了定標,給出儀器能達到的性能指標。依據(jù)建立的基于太陽寬譜直接輻射測量獲取激光波段大氣透過率的方法,實測得到1.064,1.315,1.54μm大氣透過率,將結(jié)果與POM02型太陽輻射計采用外推法獲取的激光大氣透過率進行對比,誤差均小于6%,測量的水汽總量與POM02對比,誤差均小于7%;然后,將兩者外推的3.78μm透過率進行對比,誤差均小于5%。秋冬季實測的1.315μm透過率與激光大氣傳輸評估軟件對比,誤差小于2%。該儀器測量結(jié)果可靠、性能穩(wěn)定,可為同時獲取多個波段激光大氣透過率提供有效測量手段。 

【文章來源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

太陽輻射計的軟件界面

多激光波段測量近紅外太陽輻射計主要由上位機、底座和光學(xué)跟蹤系統(tǒng)組成。上位機主要用于通信控制和數(shù)據(jù)處理存儲顯示。底座內(nèi)裝有供電模塊、電機驅(qū)動器、恒溫控制器和采集控制電路等。光學(xué)跟蹤系統(tǒng)有四象限精跟蹤探測系統(tǒng)、三路旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和太陽光譜信號探測單元組成。圖1給出了該系統(tǒng)的硬件組成總體框圖。其中:

以改進現(xiàn)階段獲取激光波段大氣透過率方法的不足為目的,要同時獲取近紅外激光波段(1.064,1.315,1.54 μm)的大氣透過率,需選取0.8～1.7 μm波段的銦鎵砷探測器。太陽平行光經(jīng)透鏡聚焦后再經(jīng)一定帶寬濾光片濾波后入射到銦鎵砷探測器的感光面,探測器輸出的電信號再經(jīng)程控放大采集處理后進行存儲,得到與光強成正比的電壓信號,該電壓信號即近紅外不同激光波段太陽光強的變化信號。由衰減片、光闌、組合透鏡組成的光接收系統(tǒng)要滿足32′的太陽視場,考慮跟蹤精度設(shè)計視場為1°,既能讓太陽光斑完全進入視場內(nèi),又能保證1°視場外的雜散光不能進入,設(shè)計了消色差的雙膠合透鏡,焦距f=136 mm,太陽光斑大小約為1.26 mm,選擇探測器感光面不小于2.5 mm,既能讓太陽光斑完全進入探測器感光面,又有足夠余量用于調(diào)節(jié)燕尾槽來實現(xiàn)測量光筒和跟蹤光筒光軸的平行度,設(shè)計的光學(xué)測量探頭如圖2所示。2.3 總體工作流程

【參考文獻】：
期刊論文
[1]用太陽光度計獲取激光波段大氣透過率[J]. 陳新民,李建玉,魏合理,黃宏華,錢仙妹.  紅外與激光工程. 2019(S2)
[2]便攜式雙視場米散射激光雷達系統(tǒng)的研制[J]. 王界,劉文清,張?zhí)焓?李嶺,高潔.  儀器儀表學(xué)報. 2019(02)
[3]3.53μm激光外差太陽光譜測量系統(tǒng)[J]. 盧興吉,曹振松,黃印博,高曉明,饒瑞中.  光學(xué)精密工程. 2018(08)
[4]基于激光外差技術(shù)的高分辨率整層大氣透過率測量[J]. 吳慶川,黃印博,談圖,曹振松,劉強,高曉明,饒瑞中.  光譜學(xué)與光譜分析. 2017(06)
[5]高光譜分辨率激光雷達探測大氣透過率[J]. 趙明,謝晨波,鐘志慶,王邦新,王珍珠,尚震,譚敏,劉東,王英儉.  紅外與激光工程. 2016(S1)
[6]地表海拔高度對激光大氣透過率影響的研究[J]. 陳芳芳,耿蕊,呂勇.  北京信息科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(01)
[7]秸稈燃燒和沙塵對氣溶膠光學(xué)特性的影響[J]. 宮純文,李建玉,李學(xué)彬,劉慶,魏合理.  光學(xué)精密工程. 2015(10)
[8]1.54μm激光大氣傳輸特性仿真計算研究[J]. 趙少卿,張雛,周冰,陳欣,陳爍.  光學(xué)儀器. 2013(04)
[9]中國部分典型地區(qū)大氣可降水量特性遙感研究[J]. 李建玉,徐青山,詹杰,魏合理.  紅外與激光工程. 2012(11)
[10]近紅外大氣吸收波段太陽輻射計定標[J]. 伽麗麗,戴聰明,徐青山,魏合理.  遙感學(xué)報. 2012(05)

碩士論文
[1]徐州地區(qū)多源衛(wèi)星遙感氣溶膠數(shù)據(jù)的地面驗證及分析[D]. 韓亞芳.中國礦業(yè)大學(xué) 2018



本文編號：3468095