月基地球等离子体层极紫外成像仪的光学设计

依据地球等离子体层在30.4 nm的辐射特性,首次以月球为观测点进行地球等离子体层极紫外波段成像观测方法研究.确定了在月球表面使用的极紫外成像仪的技术参数,给出了视场角为15°、角分辨率为0.1°、入瞳面积＞70 cm2的极紫外成像仪的结构形式,采用单球面多层膜反射镜与球面微通道板光子计数成像探测器相结合的方式设计了极...     

月基对地观测极紫外相机光机结构设计

为了实现从月球表面对地球周围等离子体层进行长期观测,给出了一种有效可行的实现方案:采用单球面反射镜与球面探测器组成光学系统,视场角14°,空间角分辨率小于0.1°;采用地平式二维转动机构以实现对成像镜筒组件俯仰、方位的调整,保证对地球的瞄准和跟踪。重点对主反射镜支撑结构和转动机构给出了较为详细的设计。有限元分析和试验表明,光机系统选材合理,焦平面稳定性好,反射镜支撑结构合理,镜面面形在ΔT=50℃温降载荷下≤14nm;二维转动机构动态刚度较高,结构紧凑,整机重量≤16kg,在要求的温度变化范围内运转正常。     

月基极紫外相机光机结构设计

为了对地球等离子体层产生的30.4 nm辐射进行全方位的长期监视和观测,研制了月基极紫外相机.相机主体采用多层膜单反射镜光学系统以及30.4 nm球面光子探测器的结构形式,跟踪机构采用俯仰-方位模式,由步进电机驱动实现对地球的捕获.针对卫星发射、地月变轨、月表着陆过程中的振动冲击以及月表残酷的温度环境,月基极紫外相机的...     

小型的高精度软X射线-极紫外反射率计

针对探月二期工程中的有效载荷之一极紫外相机中的多层膜光学元件高精度反射率测量的需要,建立了一台使用液体靶激光等离子体光源的小型软X射线-极紫外波段反射率计。该反射率计主要由激光等离子体光源、Mcpherson 247动狭缝掠入射单色仪及相关的数据采集系统组成。单色仪波段范围1-125nm,光谱分辨率小于0.08nm。无碎屑的液体靶激光等离子体光源的使用避免了光学元件的损坏,而动狭缝掠入射单色仪的使用则提高了光谱分辨率和波段范围。使用该反射率计实测了工作波长为13.5nm和30.4nm的Mo/Si多层膜的反射率,测量结果表明测量重复性优于±0.5%。     

热管理技术在紫外成像光谱仪热控制中的应用

研究了紫外成像光谱仪热控制的特点,指出采用常规热设计理念对紫外成像光谱仪散热容易造成散热面面积大、主动加热功耗高等问题。基于热管理技术,提出采用统一收集和综合管理仪器热源产生热量的方法来解决紫外成像光谱仪的热控制问题。对紫外成像光谱仪的热设计验证试验表明:低温工况下整机平均温度变化为18～20℃,最大轴向温差变化为1.0～2.4℃;高温工况下整机平均温度变化为18～24.5℃,最大轴向温差变化为1.2～3.3℃;均满足热控指标要求。结果显示:采用热管理技术综合收集和管理热量能够提高能量利用率、有效降低热控系统规模。提出的方法对其它空间光学遥感器的热控制具有一定参考意义。     

紫外遥感仪器高速CMOS成像电子学系统

基于长光辰芯公司的背照式CMOS探测器GSENSE400和Xilinx公司的Virtex-4FPGA,设计了紫外遥感仪器高速CMOS成像电子学系统,包括探测器驱动电路、低噪声偏置电源电路及时序控制单元等。在接收高速图像数据时,针对传统的通道训练方法只考虑了线路上的随机性抖动而没有考虑固定性抖动的问题,提出了一种新的训练策略,增加了对采样数据正确性的判断,提高了对数据眼图有效窗口识别的准确度。为了克服在随后的图像数据传输过程中由于温度变化和电压漂移引起的采样点的再次偏移,提出了一种实时窗口监视算法,在不影响数据正常传输的情况下,利用监视通道实时监测采样点与有效窗口左右边界的距离,根据需要及时重新调整线路延时,使采样点始终位于比有效窗口更小的一个安全采样窗口内,由此保证了图像数据长时间接收的高可靠性。设计的高速CMOS成像电子学系统工作稳定,输出图像数据率最高可达2.4Gb/s,读出噪声为1.72e-,动态范围94dB,满足载荷的任务需求。     

空间紫外遥感仪器漫反射板真空紫外辐照特性研究

漫反射板漫反射率值的变化将直接影响空间紫外遥感仪器在轨辐射定标结果及探测结果。基于空间紫外辐照环境,构建了漫反射板真空紫外辐照特性研究装置,利用该装置对空间紫外遥感仪器AL+MgF2漫反射板的真空紫外辐照特性进行了研究。实验结果表明,真空紫外辐照加速了漫反射板漫反射率值的衰减;漫反射板在160-300nm整个波段出现衰减现象;衰减程度随辐照时间的增加不断增大;各波长处的衰减呈线性规律变化,衰减速率随波长的不同而不同。对可能引起衰减的原因进行了初步分析。     

Detection of ultraviolet B radiation with internal smartphone sensors

Smartphones have the potential to monitor ultraviolet radiation within the terrestrial solar spectrum. Additionally, the ability to accurately estimate personal ultraviolet exposure using a smartphone may one day allow an individual control of their ultraviolet exposure. Previous studies have demonstrated the detection of ultraviolet A from 320 to 400?nm with a smartphone. However, the measurement of ultraviolet B from 280 to 320?nm is desirable to monitor biological effects such as erythema. No previous reports have been reported for the detection of ultraviolet B detection with a smartphone camera. This study characterized the ultraviolet B response of smartphone cameras and shows that these devices detect this radiation without additional hardware. Three smartphones were tested in the ultraviolet B waveband for dark response, temperature response, irradiance response, and spectral response. The used protocols adhered to international standards where applicable. All characterized smartphones were sensitive to ultraviolet B radiation; however, each type provides a unique response.     

基于地球椭球的空间相机侧摆摄影像移补偿

高分辨率空间相机采用侧摆摄影模式来提高时间分辨率,而地球椭球等因素会使空间相机在侧摆摄影时不同视场位置的像移速度和偏流角不同。针对这一问题,推导了基于地球椭球的空间相机在侧摆摄影时不同视场位置的像移速度和偏流角计算公式。以某立体测绘卫星上携带的高分辨率相机为例,分析了侧摆摄影时统一和分片调整行周期与偏流角对调制传递函数的影响。分析和在轨测试实验表明,以传递函数下降5%为约束,侧摆10°摄影时,若积分级数大于22级,则应分片调整行周期。和统一调整行周期相比,积分级数为32级时,分片调整行周期沿轨方向的传递函数下降从10.28%减少到0.11%。而积分级数固定为16级时,统一调整行周期时的侧摆角不应超过13.2°。     

Effects of ultraviolet B radiation on physicochemical properties of human hair shaft

Changes in physicochemical properties of the human hair shaft induced by UVB during the summer climate were investigated. Using atomic force microscopy and thermogravimetric analyzer measurements, we investigated the changes in hair shaft physical properties including morphology, roughness, and water content. The changes in chemical properties were investigated by using FTIR spectroscopy. Hair samples from 20 females without any chemical or physical stresses were investigated. The samples were exposed to various UVB doses of 400, 2,000, and 4,000 mJ/cm(2), which correspond to the radiation times of 0.44, 2.22, and 4.44 h, respectively. The morphology and surface of the hair shaft was not significantly affected by UVB irradiation. The components of keratin were affected by the UVB irradiation where the amide A bands at 3,263 and 3,246 cm(-1) of the proximal and distal roots, respectively, were shifted to higher band region because α-helix converted to β-sheet, and the stretching modes of C-H lipid alkyl chains at 2,965 and 2,850 cm(-1) in the proximal and distal roots, respectively, were developed. As the UVB intensity increased, the water content of the proximal root decreased.     

空基紫外成像仪关键器件ICCD非均匀性校正技术

从理论上分析了ICCD光电响应非均匀性的产生机理,并由此建立光电响应数学模型。基于两点多段非均匀性校正算法给出了ICCD非均匀性校正方程,并通过大量实验得到ICCD在特定条件下的校正系数。在实验过程中发现ICCD的雪花点(主要由探测器的随机噪声引起)和盲点是影响非均匀性改善的主要因素,采取相应照度的响应进行了补偿。结果表明:通过补偿和校正输出图像,可以有效地减小紫外成像仪由探测器的非均匀性所带来的测量误差,使非均匀性降低了37.1%,在一定程度上减少了由于ICCD的物理特性和制造缺陷所带来的固有图像噪声。