太陽在人類生活中發(fā)揮著重要的作用,其輻射出的太陽光譜到達地面的過程中,會被大氣成分吸收。因此可以利用地基設(shè)備通過遙測太陽光譜來反演大氣層中污染氣體的含量,這也是目前大氣科學研究熱點之一。其中用來測量太陽光譜的太陽掩星傅里葉紅外光譜技術(shù)(SOF-FTIR),具有便捷、機動性強等特點,可對區(qū)域性的污染氣體進行實時監(jiān)測,并評估其排放情況。本文基于SOF-FTIR的技術(shù)原理,設(shè)計了一種太陽光譜地基遙測系統(tǒng)的光學部分,系統(tǒng)的工作波段為600-5000cm-1的中紅外區(qū),這一波段包含了絕大多數(shù)的大氣污染物特征光譜。針對目前基于SOF-FTIR技術(shù)的系統(tǒng)中的太陽跟蹤結(jié)構(gòu),存在入射光通量隨太陽高度角變化而不穩(wěn)定、跟蹤角度范圍受限等問題,設(shè)計了一套新型的太陽高速掃描跟蹤機構(gòu)。該機構(gòu)基于正交反射鏡和利用小孔成像原理,采用光電式跟蹤方法實現(xiàn)太陽跟蹤。在控制方法建模階段,分析了跟蹤時二維位置探測器PSD(position sensitive detector)上光斑移動規(guī)律,并建立了軌跡變化的理論公式,為PSD測量跟蹤控制算法提供了關(guān)鍵模型。根據(jù)設(shè)計的跟蹤光路開發(fā)了移動式太陽自動跟蹤裝置,使其準確的接收并傳輸...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 太陽光譜的應用
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要內(nèi)容
第2章 太陽跟蹤系統(tǒng)的光路設(shè)計
    2.1 太陽跟蹤器研究
        2.1.1 視日軌跡跟蹤
        2.1.2 光電式跟蹤
    2.2 太陽跟蹤器設(shè)計
        2.2.1 太陽跟蹤系統(tǒng)光路設(shè)計
        2.2.2 PSD位置探測器選型
    2.3 太陽跟蹤系統(tǒng)光機結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.4 太陽光斑移動軌跡
        2.4.1 45°掃描反射鏡
        2.4.2 PSD探測器上的光斑移動軌跡
    2.5 本章小結(jié)
第3章 地基遙測系統(tǒng)的光路設(shè)計
    3.1 傅里葉變換紅外光譜原理
        3.1.1 邁克爾遜干涉儀
        3.1.2 干涉圖與光譜圖
        3.1.3 分辨率
        3.1.4 信噪比
    3.2 系統(tǒng)的設(shè)計指標
    3.3 光學元件
        3.3.1 紅外光源
        3.3.2 紅外探測器
        3.3.3 分束器
        3.3.4 反射鏡
    3.4 準直光學結(jié)構(gòu)
    3.5 太陽光譜遙測系統(tǒng)總體光路
    3.6 本章小結(jié)
第4章 太陽光譜地基遙測光學系統(tǒng)仿真
    4.1 光學軟件ZEMAX
    4.2 準直光束發(fā)散角仿真
    4.3 干涉條紋
    4.4 拋物面鏡焦距對干涉條紋的影響
    4.5 太陽光譜遙測系統(tǒng)光路仿真
    4.6 本章小結(jié)
第5章 太陽光譜初步觀測
    5.1 搭建實驗裝置
    5.2 光譜實驗分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3798669