基于可调谐激光的光谱辐射照度响应度定标

探测器的光谱辐射照(亮)度响应度是辐射定标中最重要的参数之一。传统的光谱辐射定标采用宽谱段光源和单色仪装置测量,新建的激光辐射测量装置采用激光和探测器测量,可以大大降低测量的不确定度。该装置首先将可调谐激光耦合进入积分球生成均匀的朗伯体单色光源,然后采用低温辐射计量传的标准陷阱探测器和面积已知的光阑,进行400～900 nm探测器的光谱辐射照度响应度标定。研究主要集中在四个方面：(1) 低温辐射计仅在某些分立激光波长定标标准探测器,其他激光波长下的光谱响应度必须进行插值,通过对比光谱响应度直接测量方法推导的陷阱探测器量子吸收效率,可以计算插值在其他波长带来的光谱响应度偏差,结果表明400～900 nm数据插值算法的总体偏差小于0.074%;(2) 实验采用电荷积分法测量标准探测器和被测探测器的电荷信号,并采用监视探测器消除激光功率起伏以降低激光功率稳定性的影响,测量重复性优于0.1%;(3) 针对标准探测器在向低温辐射计溯源和进行光谱辐射照度响应度量传时的激光功率差异,采用激光双光路叠加法测量探测器不同波长下的非线性系数,分析标准探测器光谱非线性带来的测量不确定度,在450,632.8和850 nm波长下,当探测器电流从0.2 mA变到3 nA时的非线性修正小于1.000 25;(4) 针对标准探测器定标时的功率模式和量传时的辐射照度模式差异,采用二维电控位移平台测量探测器的均匀性并进行修正,测量得到的标准探测器中心直径5 mm的非均匀性小于0.03%。最终采用可调谐激光辐射照度响应度测量装置,可以实现400～900 nm辐射照度响应度测量不确定度0.14%～0.074%(k=1)。实验对比了激光辐照度响应度装置和标准灯-单色仪装置两种方法测量的探测器的光谱辐射照度响应度。测量结果表明两种装置在400～900 nm的响应度标定近似等价,测量偏差全部位于标准灯-单色仪装置的测量不确定度范围内, 验证了激光辐照度响应度测量装置的实用性。     

西藏日食太阳辐射观测研究

日食现象会对地球太阳辐射、大气气象以及人类活动等造成相应的影响。2020年6月21日（夏至）在西藏发生了一次日食现象,西藏阿里日环食最大食分达到了0.995,拉萨地区日偏食食分也高达0.953。两地日食均发生在当地正午前后。本研究利用罕见的日食出现机会,对西藏阿里和拉萨日食过程中的太阳光谱、太阳总辐射和太阳紫外线变化特征进行了同步观测研究。观测表明阿里日环食在当地正午（北京时间14:41分）前后持续了约3小时27分钟;拉萨日食出现时间比阿里滞后约26 min,持续时间比阿里短3分28秒。实地观测表明在日食期间,阿里光谱观测中最强单色（476.6 nm）光峰值从初亏（13:01分）时刻的1 669.234 mW·m-2·nm-1陡然衰减到食甚（14:44分）时刻的61.936 mW·m-2·nm-1,损失约96.0%;相应时刻太阳总辐射强度从1 221.217 W·m-2衰减到56.086 W·m-2,也损失约95.4%。拉萨日食期间最强单色（476.6 nm）光峰值从初亏（13:27分）时刻的1 563.876 mW·m-2·nm-1亏损到食甚（15:13分）时刻的26.391 mW·m-2·nm-1,亏损约98.3%;相应时刻太阳总辐射强度从1 605.663 W·m-2衰减到28.169 W·m-2,也亏损约98.2%。观测研究发现拉萨太阳紫外线B剂量率从初亏的60.8 W·m-2减弱到食甚的0.9 W·m-2值,减弱了98.5%。该次日食对西藏地面各种太阳辐射强度造成95%以上能量损失。     

Theoretical analysis for transmission of Gaussian and sine time irradiance of electromagnetic beam in collisional dusty plasmas

A theoretical model of propagation of Gaussian and Sine time irradiance of an electromagnetic beam in collisional dusty plasma has been done in the present analysis. It contains equilibrium of dust charge, particle density, and energy of plasma ingredients having charge neutrality. Ionization of neutral particles, recombination of free electrons with ions, adsorption and emission of electrons from dust grain surface, and binary collisions between plasma components are also considered in this treatment. Time varying behaviour of modified electron temperature and collision frequency has been illustrated numerically as a function of dust densities. Also, the comparative analyses of variation of beam waist parameter with the dimensionless length of transmission for both the Gaussian and Sine time irradiance are involved in this model as a function of distinguishable time width, collision frequencies, and dust densities under the condition that the size of dust nebulous is greater than the electrons mean free path for the adsorption on the dust grain surface. The observed results are significant for the applications in industry and astrophysics.     

中国巨型太阳望远镜热光栏光学分析

中国巨型太阳望远镜（CGST）采用共轴格里高利光学系统,主镜直径8 m,焦比为1。热光栏是中国巨型太阳望远镜（CGST）的一个核心结构,安装在主焦点位置,热光栏反射掉大部分热量（约为29 kW）,但是本身也会吸收一小部分热量。对热光栏结构进行设计,运用TracePro软件模拟分析太阳中心观测,太阳边缘观测,内冕观测和超出范围观测4种情况下太阳的辐照度分布,并计算得出了热光栏各部分的辐射分布,为设计后续的冷却系统提供了数据参考。     

光伏组件测试仪的光辐照度不均匀性检验系统的研究和设计

通过对传统光伏组件测试设备检验方式的分析,提出了一种一次闪光就能够完成对测试仪工作平面辐照不均匀性测试的方法,在设计中充分使用了国际知名公司新生产的元器件,设计了信号调理电路和数据采集电路,电路设计简单,成本低廉易于实现,采集精度符合设计要求。并编写了上位机的测试程序,对辐照不均匀性测试进行了验证,结果表明测试工艺简单,数据可靠,生产效率高。     

卫星上绝对辐射计观测太阳时与太空的辐射交换

分析了卫星上用宽视场绝对辐射计（常温300K）观测太阳时与其视场内太空冷背景（4K）的辐射交换,它实际上是辐射计的接收腔向太空发射辐射,相当于辐射计接收了“负辐射”。视场宽时太空背景的这一“负辐射”量是不能忽略的,由于观测太阳（其视角很小为32’）的同时接收了充满其视场的太空“负辐射”,因此直接测得的数据比实际太阳辐射量值要小,需要加上这一“负辐射”量才能得到真正太阳辐射量值。研究出了用电功率补偿三步测量工作流程同时测量这一“负辐射”量和太阳辐照度的方法。在神州三号飞船轨道舱太阳常数监测器上的宽视场绝对辐射计采用这种工作流程测量了太阳辐照度,测得太空背景的“负辐射”值同计算值相同。     

光谱辐射照度测试研究

介绍了光谱辐射照度的测试方法.该方法以高温黑体为基础复现光谱辐射照度,并将复现获得的量值采用替代法对光谱辐射照度标准灯进行量值传递与测试,具有测量不确定度高等优点.同时,给出了采用这种方法的测量结果,介绍了BB3200K型高温黑体及光谱辐射照度测量装置.测量结果表明,采用本文方法可获得高稳定性和理想的测量结果.     

便携式激光辐照度测量系统

激光驾束制导中,制导激光的辐照度是一个重要的性能参数。为了实现制导激光辐照度的野外快速、准确测量,研制了小型、便携式激光辐照度测量系统。系统利用微处理器进行控制和数据采集处理,实现了测试数据的自动修正,提高了测量结果的准确性。同时可选择测量0.92μm、0.98μm和1.06μm三种波长的激光辐照度。经实验验证,该系统测量准确、结构简单、使用方便,适合室内以及野外测试。     

球形粒子相对折射率对散射光场强度最大峰值分布的影响

根据Mie散射理论,采用理论计算与实验对比的方法研究了球形粒子相对折射率对散射光场强度最大峰值分布的影响.发现,光强度的最大峰值所对应的散射角,随相对折射率实部的变化而变化(除散射角0°和180°),但并不随相对折射率虚部的变化而变化,也不随尺度参数的变化而变化.     

成都地区太阳紫外UV-B辐射的测量与分析

本文报道成都地区紫外UV-B辐射的系统测量与分析。成都地区地面紫外UV-B辐射存在明显的日变化、月变化、月际变化特征:晴天紫外UV-B辐射早晚小,中午大,日最大值为3.65 W/m2,日最小值为0.4167 W/m2;UV-B辐射月最大值为3.67 W/m2,最小值为1.67 W/m2,月变化达1.7 W/m2;2006年7月正午紫外UV-B辐射比2005年12月高出3.63 W/m2。夏季晴天正午地面UV-B辐射最大值为3.93W/m2,远小于中国其他城市的辐射量。而成都位于四川盆地,以多云多雾天气为特征,不同云雾量对紫外辐射有不同程度的衰减,因此成都地区地面实际的紫外辐射相对较弱。