星上LED定标光源的可行性研究

对发光二极管作星上定标光源的可行性进行了分析研究.测量了LED的工作稳定性,对LED做了开合试验,讨论了它的电流特性.在真空环境下,分析了LED的冷热特性和抗辐射性能.结果表明,LED持续点燃1 200 h的衰减量＜1.2X;其开合重复性很好,但存在10～15 min的不稳定性;改变电流会引起LED发光强度和波长不同程度的变化;温度的变化也同样会影响LED的发光强度、正向偏压以及峰值波长.真空状态下,由于传输介质不同,LED的发光强度会有所增加,但其封装材料真空挥发产生的影响不大;在抗辐射外壳的保护下,空间辐射对LED发光强度的影响不超过0.5%/a.经过分析讨论,证明将LED应用于星上定标是可行的.     

用于星上定标光源的LED筛选装置

考虑将发光二极管(LED)用作空间相机星上定标光源时对LED的发光一致性和稳定性的要求,研究了对市售LED产品进行试验和筛选的方法。分析了影响LED发光效率的因素及LED作为星上定标光源需要注意的问题,提出了将多只LED作为空间相机星上定标光源的筛选试验方案,并设计、研制了筛选装置。为了检验LED的工作稳定性和不同LED的发光一致性,该装置可同时监测多只LED的发光状态,并实现了无人值守操控和自动测量。利用该装置对某批次72只随机抽取的白光LED进行测试并根据测试数据对被筛选的白光LED进行了分析计算,结果显示,经过筛选的白光LED在连续点亮900 h后,相对光强变化在1.5%左右。最后,从中筛选出符合光源要求的10只LED。     

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。     

空间紫外遥感仪器漫反射板的真空紫外辐照特性

由于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,因此,对各种影响因素进行了研究.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,利用该装置对宅间紫外遥感仪器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160～300 nm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.文中对可能引起衰减的原因进行了初步分析.     

星上定标积分球标准光源—稳流源驱动器的研制

星上定标是成像光谱仪光谱图像数据定量化应用的基础。为了提高星上定标积分球系统的光源稳定性,减少积分球辐亮度变化率,针对积分球系统定标用的光源-卤钨灯对定标精度的影响,研制了一种控制卤钨灯发光强度稳定性的稳流电源。介绍了具有软启动特性的标准灯稳流驱动电源的工作原理及应用电路,研究了输入电压负载、温度等参数对电源性能的影响,并对稳流源电路进行了测试。通过改变三极管增益的方法调整软启动时间,采集串联在电路中的高精密电阻两端的电压,并计算电路中的电流,得到电流稳定性达到0.037%;增加重复性后,电流稳定性为0.043%。实验结果表明,得到的电流稳定精度满足了积分球系统光的变化不超过1%的要求。此积分球系统已成功应用于某型号成像光谱仪的星上定标。     

LED光源平均发光强度检测的影响因素分析

以LED光度光色空间分布综合校准装置中平均发光强度的测量为对象展开研究。为提高检测精度,通过在远/近场条件下测量距离和LED安装角度偏差对平均发光强度影响的分析,对检测系统中距离、定位实现装置提出精度要求。系统中采用满足精度要求的位移台实现远/近场距离调节;以CCD采集LED轮廓图像,使用Hough变换和图像质心结合的方法对LED的安装进行准确定位,从而提高LED平均发光强度的测量精度,保证检测系统具有良好的可靠性和准确性。     

一种LED用自动分布光度计

介绍了一个三维的自动分布光度计的结构,叙述了测量各种LED发光强度的空间分布和确定LED发出的总功率或总光通量。光探测器是其光谱响应定过标的硅光电二极管,它的运动是利用两个步进电机带动的框架,构画出以半径为0.3m的空想球面,测量结果以极坐标表示,且极坐标的分辨力为0.01°。给出了LED测量结果的配光曲线,获得的LED总光通量或总辐射通量可作为积分球测量的定标依据。     

基于RGB LED光源的液晶背光系统的设计

伴随着RGB LED的发光效率不断提高,RGB LED光源将在液晶背光系统中得到应用。然而RGB LED应用于液晶背光系统同样面临诸多挑战,其主要原因是RGB LED发光的强度与波长受到温度的影响。为了解决温度对RGB LED的影响,提出一种新颖的控制方法即采用具有温度补偿网络的电压反馈控制系统。文章在分析控制系统的基础上对硬件电路进行建模与仿真,仿真结果表明该控制系统可以实现对RGB LED发光强度的有效控制,同时可以较好地抑制温度变化对RGB LED发光波长的影响。     

测绘一号卫星相机的光谱和辐射定标

对测绘一号卫星相机的各个光谱通道进行了光谱定标和辐射定标以验证其光谱辐射性能是否达到设计指标要求。进行光谱定标时,利用单色仪分光谱扫描波长提供准直单色辐射照明,同时同步采集定标图像数据;然后将图像灰度值与已经过校准的参考标准探测器的输出进行比对和数据处理,得到相机各个谱段的相对光谱响应函数曲线,从而进一步获得各项光谱特性参量。辐射定标时,采用近距离面源法充满相机的孔径和视场进行端对端的绝对和相对辐射定标。星上内定标则采用经老炼和筛选过的发光二极管(LED)作为星上定标光源,对焦平面阵列探测器及其成像电路的状态和辐射响应性能变化进行在轨监测,在必要的情况下予以校正。定标结果显示:测绘一号卫星相机的各项光谱和辐射性能均达到了设计指标要求,经过相对辐射校正后响应非均匀性由1.93%下降到0.22%,相机全色谱段信噪比超过90倍,多光谱各通道信噪比优于180倍;发射后在轨星上内定标数据与发射前实验室测试结果的比对显示相机的辐射响应性能未发生明显变化,暂时无须校正。     

红外高光谱干涉仪辐射定标误差敏感性因子的仿真分析

鉴于对高精度高时空分辨率大气探测资料日益增长的科研和业务需求,我国正大力发展星载红外高光谱探测系统。星载红外高光谱干涉仪光机结构复杂,仪器状态会显著影响其定标精度。本文通过理论分析和仿真实验,分别讨论了内黑体发射率、低温黑体发射率、内黑体与环境温度差、非线性系数以及直流电压演算等误差敏感性因子影响辐射定标精度的特征。分析表明定标辐射偏差的绝对值与内黑体/低温黑体发射率呈线性关系,且与内黑体与环境温度差、非线性系数、直流电压呈正相关;提高内黑体发射率和低温黑体发射率到0.985以上、控制内黑体与环境温度差在0.6 K左右、控制干涉仪的非线性效应系数低于0.04,这些方案均是实现0.1 K辐射定标精度的必要条件;辐射定标参数对定标辐射的影响特征结合地面真空实验的定标参数估计,可以迭代得到已测得和未知的定标参数的最优估计,从而提高定标精度。本文的研究结果对于红外高光谱干涉仪的参数设计以及辐射定标误差来源的识别和订正有着十分重要的意义。     

利用Ag/P-GaN双光栅改善LED发光特性

为了提高GaN基LED的发光效率,设计了一种新型LED模型,该模型主要包括Ag光栅,氧化铟锡过渡层和PGaN光栅。首先阐述了利用该结构激发表面等离子体从而改善LED发光特性的原理,讨论了该模型的加工工艺与制作过程。基于COMSOL软件,利用有限元法对本文提出的LED模型进行了仿真分析,得出该模型在不同结构参数下,归一化辐射功率与归一化损耗功率随波长的变化规律以及电场分布情况。仿真结果表明,在ITO过渡层厚度为55nm,周期为270nm,占空比为0.5时,所设计的GaN基LED模型的发光强度较普通LED提高近30倍,这一结果为研制高性能GaN基LED提供了可靠基础。     

Experimental investigation of laser-produced-plasma EUV source based on liquid target

1Introduction LPPsourcesholdgreatpromiseasbright sourcesofextreme ultraviolet(EUV)andsoft X rayradiationforapplicationssuchasprojec tionlithography[12],microscopy[3].However,withLPPsource,theapplicabilityisrestricted duetotheemissionsofdebris,whichmaydam agesensitivemetrologycomponentsclosetoLPP source.Toreducethedebris,methodsconcen tratingontwoaspectshavebeenappliedbefore theappearanceofgasandliquidtargets.Oneas pectistoreducetheamountofdebris,theother istointerdictthedebrisfromreaching…     

极紫外波段空间相机的辐射定标

考虑极紫外波段空间相机尚无合适的辐射定标方法和装置,本文提出了适用于该波段的小目标成像辐射定标方法并基于该方法在实验室建立了辐射定标装置。提出的标定方法首先使用标准传递探测器标定小目标的辐射亮度;然后,用待定标相机中心视场对该小目标成像,获得中心视场部分的辐射强度响应度;最后,通过调整转动结构使不同视场对该小目标成像,得到不同区域的辐射强度响应度。构建的辐射定标装置由光源系统、标准传递探测器、真空罐及四维运动转台等组成。光源系统包括空心阴极光源、极紫外掠入射单色仪、准直反射镜,能够出射工作波段的准直光束;标准传递探测器标定出光束照度并计算得到小目标的辐射强度;运动平台使相机能够以不同视场角对小目标成像,测得不同视场的辐射强度响应度。利用该装置对一台极紫外相机进行了辐射定标实验,并进行了误差源分析。实验结果表明该装置的定标精度优于15%,能够实现整机状态下的辐射定标。     

氟化镁窗口氘灯的真空辐射衰减特性

针对真空环境下使用氟化镁窗口氘灯时,氘灯表面易受污染,导致氘灯的紫外-真空紫外辐射强度逐渐衰减的问题,对紫外-真空紫外波段辐射传递标准光源氘灯的真空辐射衰减机理进行了分析.在此基础上,研制了液氮制冷屏装置来抑制氘灯衰减.建立了氘灯真空辐射特性测试系统,利用该系统对液氮制冷屏装置的有效性进行了考察.测试结果显示,在160～300 nm波段,氘灯平均衰减率可由原来的7%/h下降为1%/h,表明液氮制冷屏装置能有效地抑制氟化镁窗口氘灯在真空环境下的辐射衰减.     

A light-emitting diode light standard for photo- and videomicroscopy

A light calibration system consisting of a compact light-emitting diode (LED) source with feedback control of intensity is described. The source is positioned in the focal plane of the microscope objective and produces flat-field illumination of up to 31 μW. The source can be easily used to determine the performance of microscope optics and camera response. It can also be used as a standard light source for calibration of experimental systems. Selectable light intensities are produced by controlling the LED input power via a feedback circuit consisting of a photodiode that detects output light intensity. Spectral coverage extends between 550 and 670nm using green, yellow and red LEDs mounted side by side, which are selected individually. The LED chips are encapsulated in plastic diffusers which homogenize the light, and a flat field of illumination is obtained through a thin 1-mm-diameter aperture positioned directly over each chip. Provision is made for insertion of Ronchi rulings over the aperture to enable measurements of contrast modulation in a uniform field. The light may be pulse-modulated to assess camera response times and the device can be synchronized with video frames. Narrow bandpass interference filters can be placed between the objective lens and the LED source to produce monochromatic light without affecting the spacing of controlled light intensities since emission spectra do not shift appreciably over the range of LED powers chosen in this design. Results of tests using controlled light intensity and uniform illumination are presented.     

低背景辐射校准装置的光机特性

低背景辐射校准装置由多个舱室和黑体组成,其突出特点是模块式的结构和辐射的光学偏转.模块式结构使得校准装置可以工作于多种方式,如辐射源的校准、辐射探测设备的校准和辐射度的溯源.校准装置内的标准辐射,参考辐射和待测辐射由光学偏转方式进行同轴,使装置避免了大型导轨平台的使用.工作时,校准装置可以抽真空到1.33×10^-2 Pa.充液氮后,校准装置的背景温度低于80 K.这些特点使校准装置具有足够的能力进行-60～+80℃温度区间目标的光谱辐射度校准.     

基于航天单色仪的在轨辐射定标应用与发展

叙述了广泛应用的光栅单色仪的色散原理,介绍了其常用的几种反射式水平成像系统的光学结构型式,描述了其波长定标和能量定标方法。对搭载航天单色仪的几个现有遥感仪器,如中分辨率成像光谱仪(MODIS)、太阳光谱分光计(SOLSPEC)、太阳后向散射紫外辐射计(SBUV)、紫外臭氧垂直探测仪-太阳后向散射紫外探测仪(UOVPP-SBUS)以及欧洲航天局(ESA)的TRUTHS项目等在辐射测量、光谱定标和绝对定标方面的应用现状进行了说明。最后讨论了未来航天单色仪可能的发展趋势及应用前景,指出采用太阳光源、航天单色仪和低温绝对辐射计相结合的绝对定标系统将是今后最具潜力的发展方向之一。