寬光譜范圍、高光譜分辨率的光學(xué)遙感器在大氣環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的定量化應(yīng)用,推動了實驗室細(xì)分光譜掃描定標(biāo)技術(shù)的發(fā)展。高光譜分辨的定標(biāo)技術(shù),需要調(diào)諧范圍寬、輸出帶寬窄、輻射通量高的可調(diào)諧光源。目前在太陽反射譜段(350 nm～2500 nm)常用的可調(diào)諧光源主要有單色儀分光的鹵鎢燈(以下簡稱單色儀光源)和可調(diào)諧激光器。受到鹵鎢燈光譜通量和單色儀相對孔徑的限制,單色儀光源的光譜輻射通量大約在100 nWnm-1～1 μW nm-1量級,限制了定標(biāo)時的信噪比和精度。可調(diào)諧激光器具有極高的波長準(zhǔn)確性,但單臺調(diào)諧激光器的覆蓋光譜范圍有限,一般在幾納米到幾百納米之間,需要數(shù)套激光器才能覆蓋可見光～短波紅外譜段,且調(diào)試流程復(fù)雜,運(yùn)行環(huán)境嚴(yán)苛,一般僅適用于最高精度的初級輻射標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。為了滿足遙感器業(yè)務(wù)化定標(biāo)的應(yīng)用需求,本文提出了一種超連續(xù)譜激光與單色儀相結(jié)合的絕對光譜輻射定標(biāo)系統(tǒng)(Supercontinuum laser and Mono-chromator,以下簡稱SCM定標(biāo)系統(tǒng)),充分利用超連續(xù)譜激光光源的寬光譜范圍和高功率密度優(yōu)勢,結(jié)合單色儀快速調(diào)諧和光譜分辨率可調(diào)的特點,設(shè)計了超連續(xù)譜激光至單色儀的...

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 輻射定標(biāo)的意義及作用
    1.2 輻射定標(biāo)的類型
    1.3 輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞技術(shù)
        1.3.1 初級標(biāo)準(zhǔn)輻射源
        1.3.2 輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞方法
    1.4 光譜輻射定標(biāo)裝置概述
        1.4.1 國外研究現(xiàn)狀調(diào)研
        1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀調(diào)研
    1.5 本論文的研究內(nèi)容
第2章 SCM定標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計
    2.1 整體定標(biāo)方案
    2.2 超連續(xù)譜激光光源
    2.3 單色儀
        2.3.1 平面衍射光柵
        2.3.2 單色儀選型
        2.3.3 前置耦合光路
    2.4 積分球
        2.4.1 積分球的輻亮度模型
        2.4.2 積分球設(shè)計
    2.5 硅標(biāo)準(zhǔn)輻亮度計
        2.5.1 硅標(biāo)準(zhǔn)輻亮度計的設(shè)計
        2.5.2 絕對光譜輻亮度響應(yīng)度的標(biāo)準(zhǔn)傳遞
        2.5.3 硅陷阱探測器響應(yīng)度定標(biāo)
        2.5.4 硅量子效率的模型
        2.5.5 光闌筒的幾何因子測量
        2.5.6 輻亮度響應(yīng)度的計算及不確定度分析
    2.6 InGaAs標(biāo)準(zhǔn)輻亮度計的設(shè)計
        2.6.1 InGaAs探測器響應(yīng)度定標(biāo)
        2.6.2 輻亮度響應(yīng)度的計算及不確定度分析
    2.7 本章小結(jié)
第3章 SCM定標(biāo)系統(tǒng)特性測試分析
    3.1 波長精度
        3.1.1 SHR波長計
        3.1.2 波長及帶寬測量
    3.2 光功率分布
        3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)探測器
        3.2.2 光功率測量
        3.2.3 積分球光源輻亮度
    3.3 積分球光源非穩(wěn)定性
    3.4 積分球光源非均勻性
        3.4.1 空間平面非均勻性
        3.4.2 角度非均勻性
    3.5 偏振特性表征
        3.5.1 光譜偏振分析儀
        3.5.2 單色儀出射光偏振特性
        3.5.3 積分球光源偏振態(tài)
    3.6 相干特性
    3.7 內(nèi)部雜散光分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 SCM系統(tǒng)定標(biāo)能力的比對驗證
    4.1 SCM系統(tǒng)級絕對輻亮度響應(yīng)度定標(biāo)
        4.1.1 系統(tǒng)級輻亮度響應(yīng)度定標(biāo)
        4.1.2 SCM定標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集軟件
        4.1.3 定標(biāo)結(jié)果比對
        4.1.4 定標(biāo)不確定度分析
    4.2 系統(tǒng)級定標(biāo)能力比對驗證
        4.2.1 可調(diào)諧激光器定標(biāo)系統(tǒng)
        4.2.2 硅輻亮度計定標(biāo)結(jié)果比較
        4.2.3 通道式輻射計響應(yīng)度定標(biāo)及比對
        4.2.4 激光干涉效應(yīng)的影響分析
        4.2.5 不確定度評估
    4.3 鹵鎢燈積分球比對驗證
        4.3.1 寬譜段光源定標(biāo)方法
        4.3.2 濾光片輻射計相對光譜
        4.3.3 積分球輻亮度及測量不確定度
        4.3.4 濾光片輻射計輻亮度響應(yīng)度計算
        4.3.5 定標(biāo)結(jié)果比較與不確定度分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 SCM定標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用
    5.1 偏振遙感器光譜響應(yīng)度定標(biāo)影響分析
        5.1.1 偏振遙感器系統(tǒng)組成
        5.1.2 偏振遙感器定標(biāo)原理
        5.1.3 傳統(tǒng)相對光譜定標(biāo)裝置及方法
        5.1.4 系統(tǒng)級相對光譜響應(yīng)度定標(biāo)
        5.1.5 定標(biāo)實驗及分析
        5.1.6 結(jié)果與討論
    5.2 大氣校正儀光譜定標(biāo)
        5.2.1 大氣校正儀光譜定標(biāo)的傳統(tǒng)方法
        5.2.2 SCM系統(tǒng)定標(biāo)方法及結(jié)果
    5.3 大氣校正儀絕對光譜輻亮度響應(yīng)度定標(biāo)
        5.3.1 輻亮度響應(yīng)度定標(biāo)結(jié)果
        5.3.2 定標(biāo)不確定度分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 論文工作創(chuàng)新點
    6.3 存在問題及展望
        6.3.1 超連續(xù)譜激光光源的升級
        6.3.2 定標(biāo)光源的性能優(yōu)化
        6.3.3 寬光譜范圍的定標(biāo)需求
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3807366