太阳绝对光谱辐照度仪狭缝光阑宽度和面积高精度测量技术

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tcrct
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太阳辐射是影响地球大气动力学、海洋动力学和全球能量平衡的决定性因素。为了达到在0.4/μm-1.0/μm波段实现绝对不确定度0.05%以内、相对稳定性0.03%/年的太阳绝对光谱辐照度观测,在太阳绝对光谱辐照度仪研制过程中,入射狭缝光阑的宽度和面积需要实现高精度的测量。   本文讨论了基于衍射法的狭缝宽度测量的原理及实现,研制了基于激光衍射的狭缝宽度检测系统。该系统以激光作为光源,使用NMOS线列探测器作为检测传感器,以混合信号单片机C8051F021为主控处理器,以CPLD作为时序发生器。实验中采用最小二乘法对测量数据进行拟合,提取条纹中心位置,实现了狭缝的高精度检测。系统可检测狭缝范围为0.02-0.5mm,并在对标称为0.1mm的狭缝测量中获得了优于O.1μm测量绝对不确定度。   针对狭缝光阑面积的测量,设计了激光扫描法和通量比较法相结合的测量方法。测量中以激光-积分球系统作为光源,用高精度Trap探测器接收信号,无需基准光阑,同时突破了激光扫描法测量中对小尺度光阑的限制。对标称为7mm×0.1mm光阑面积的测量中,相对不确定度为4.5×10-4。   本论文实现了狭缝光阑宽度和面积的高精度测量,为太阳绝对光谱辐照度仪在光阑指标的检测上提供了可靠的保证,同时为小尺度几何量的非接触、高精度测量提供了新的手段。
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