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基于探测器标准的高精度光谱辐射标准光源

李志刚

李志刚. 基于探测器标准的高精度光谱辐射标准光源[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 909-918. doi: 10.3788/CO.20150806.0909
引用本文: 李志刚. 基于探测器标准的高精度光谱辐射标准光源[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 909-918. doi: 10.3788/CO.20150806.0909
LI Zhi-gang. High accuracy spectroradiometric standard light source based on detector standard[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 909-918. doi: 10.3788/CO.20150806.0909
Citation: LI Zhi-gang. High accuracy spectroradiometric standard light source based on detector standard[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 909-918. doi: 10.3788/CO.20150806.0909

基于探测器标准的高精度光谱辐射标准光源

doi: 10.3788/CO.20150806.0909
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(No.61378063)
详细信息
    通讯作者:

    李志刚(1972—),男,吉林长春人,博士,研究员,2000年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感技术及辐射定标方面的研究。E-mail:lizhg@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TH744.1

High accuracy spectroradiometric standard light source based on detector standard

  • 摘要: 本文在评述低温绝对辐射计和SIRCUS发展的基础上,讨论了基于探测器标准的光谱可调谐自校准标准光源的工作原理、发展与应用前景。在探测器型光谱辐射标准研究方面,工作在液氦温度的低温绝对辐射计不确定度达0.01%。美国国家标准与技术研究院(NIST)建立的均匀光源光谱辐照度和光谱辐亮度响应度定标装置(SIRCUS)采用一系列激光器,由低温绝对辐射计传递的硅陷阱探测器定标,不确定度已达到0.1%,成功应用于空间遥感仪器高精度辐射定标。分析认为,发展中的基于探测器标准的光谱可调谐自校准标准光源,定标精度高,自行校正老化、衰减,保证了定标精度长期稳定。
  • 图  1  NIST POWR结构

    Figure  1.  Construction of NIST POWR

    图  2  冷板及安装在冷板上的主要实验件示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of cold plate and the critical experimental components mounted on the cold plate

    图  3  探测器和遮光罩模块示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of the detector module and baffle section

    图  4  光谱能量响应度定标链路

    Figure  4.  Calibration chain for the spectral power responsivity measurements

    图  5  可见-近红外光谱比对器装置(Vis/NIR SCF)

    Figure  5.  Spectral comparator facility from visible to near-infrared(Vis/NIR SCF)

    图  6  紫外光谱比对器装置(UV SCF)

    Figure  6.  Ultraviolet spectral comparator facility(UV SCF)

    图  7  陷阱探测器光电二极管布局

    Figure  7.  Trap detector arrangement of photodiodes

    图  8  在SIRCUS使用低温辐射计定标传递标准探测器光路图

    Figure  8.  Optical configuration for the calibration of the transfer standards with cryogenic radiometer at the SIRCUS facility

    图  9  可见工作标准(Vis WS)定标链

    Figure  9.  Calibration chain for the visible working standards(Vis WS)

    图  10  紫外工作标准(UV WS)定标链

    Figure  10.  Calibration chain for the ultraviolet working standards(UV WS)

    图  11  InGaAs工作标准(IGA WS)定标链

    Figure  11.  Calibration chain for InGaAs working standards(IGA WS)

    图  12  1999 InGaAs工作标准(IGA WS)定标链

    Figure  12.  Calibration chain for InGaAs working standards(IGA WS) in 1999

    图  13  NIST光谱功率响应度工作标准相对综合标准不确定度

    Figure  13.  Relative combined standard uncertainties for NIST spectral power responsivity working standards

    图  14  NIST SIRCUS示意图

    Figure  14.  Schematic diagram of SIRUCS at NIST

    图  15  基于探测器标准的绝对光谱可调谐标准光源实验装置

    Figure  15.  Set-up of absolute spectrum tunable standard light source based on detector standard

    图  16  CIOMP自校准标准光源

    Figure  16.  Self-calibrated standard light source by CIOMP

    图  17  采用CAS光谱仪辐射计测得的窄带和宽带模式下的光谱分布

    Figure  17.  Measured spectral distribution in narrow-band and broad-band modes using CAS spectrometer radiometer

    图  18  窄带模式下Gershun管辐射计的测量结果

    Figure  18.  Measurements of Gershun tube radiometer in narrow-band mode

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-25
  • 录用日期:  2015-11-04
  • 刊出日期:  2015-01-25

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