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太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法

衣小龙,  方伟,  李叶飞,  叶新,  王玉鹏

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衣小龙, 方伟, 李叶飞, 叶新, 王玉鹏. 太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917001-0917001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0917001
引用本文: 衣小龙, 方伟, 李叶飞, 叶新, 王玉鹏. 太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917001-0917001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0917001
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Yi Xiaolong, Fang Wei, Li Yefei, Ye Xin, Wang Yupeng. New calibration method of solar irradiance absolute radiometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 917001-0917001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0917001
Citation: Yi Xiaolong, Fang Wei, Li Yefei, Ye Xin, Wang Yupeng. New calibration method of solar irradiance absolute radiometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 917001-0917001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0917001
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太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0917001
  • 1.

    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033;

  • 2.

    中国科学院大学,北京 100049;

  • 3.

    上海卫星工程研究所,上海 200240

详细信息
    作者简介:

    衣小龙(1988-),男,博士生,主要从事低温绝对辐射计测量方法研究与实现方面的研究工作。Email:yxl19880603@126.com

    通讯作者: 王玉鹏(1972-),男,副研究员,博士,主要从事空间遥感仪器研制与绝对辐射测量及标定方面的工作。Email:wangyp@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: P414.5;P422.1

New calibration method of solar irradiance absolute radiometer

  • 1.

    Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;

  • 2.

    University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;

  • 3.

    Shanghai Institute of Satellite Engineering,Shanghai 200240,China

  • 摘要: 为了扩展动态测量范围，提高对较低的激光功率的测量不确定度，对太阳辐照度绝对辐射计的测量方法进行了研究与改进。首先，重复测量各个激光功率的响应度，分析由响应度引入的系统误差对测量不确定度的影响；其次，提出改进的测量方法，通过两次电定标实时修正光功率附近小功率区间的响应度；最后，使用新方法和传统方法测量各个功率的激光，比较测量不确定度。实验结果表明：根据宽功率区间获得的响应度的相对不确定度为2.7%，测量较低的激光功率时，不可忽略由响应度引入的误差。当激光功率低于20 mW时，改进方法的相对测量不确定度仍为0.1%，具有更好的稳定性，补偿了响应度误差。因此，电定标与光定标差距非常大，不具备可比性，需两者结合实现全动态范围定标；该方法可以扩展动态测量范围，对于定标太阳辐照度绝对辐射计具有重要意义。
    Abstract: The measure method of Solar Irradiance Absolute Radiometers(SIARs) is investigated and revised in order to extend the dynamic measurement range and improve the measure uncertainty of lower laser power. The sensitivity of each laser power was repeatedly measured. The impact of the system error of sensitivity on the measure uncertainty was analyzed. The revised method was proposed. The sensitivity in the narrow power interval and near the optical power was corrected pass through two electrical calibrations. Different laser powers were measured with the new method and the traditional method. The measure uncertainties were compared. Experimental result indicate that the relative uncertainty of the sensitivity achieved from the wide power interval is 2.7%. The system error of sensitivity cannot be neglect when measuring lower laser power. When laser power is lower than 20 mW,the relative measure uncertainty of the new method is still 0.1%. The new method possess a better stability. The error of sensitivity is compensate. Therefore,the difference between electrical and optical calibration is extremely large,and does not have comparability. The total dynamic range calibration needs the combination of electrical and optical calibration. The dynamic measurement range is extend by the new measure method,which is significant for calibrating SIRAs.
  • [1] Mecherikunnel A. A comparative study of solar total irradiance measured by active-cavity radiometers[J]. Metrologia, 1993, 30:271-273.
    [2] Sabri Mekaoui, Steven Dewitte, Christian Conscience, et al. Total solar irradiance absolute level from DIARAD/SOVIM on the International Space Station[J]. Advances in Space Research, 2010, 45:1393-1406.
    [3] Robert W B, Claus Frohlich. Absolute radiometers(PM06) and their experimental characterization[J]. Applied Optics, 1986, 25(22):4173-4180.
    [4] Robert B L, Bruce R B, Robert D C. Characteristics of the earth radiation budget experiment solar monitors[J]. Applied Optics, 1987, 26(15):3090-3096.
    [5] Yang Dongjun, Fang Wei, Ye Xin, et al. High precision sun-tracking of spaceborne solar irradiance monitor[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(9):2483-2490. (in Chinese)杨东军, 方伟, 叶新, 等.星载太阳辐射监测仪的高精度太阳跟踪[J].光学精密工程, 2014, 22(9):2483-2490.
    [6] Yang Dongjun, Fang Wei, Ye Xin, et al. Program-controlled sun-tracking precision of spaceborne solar irradiance monitor[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(7):1813-1821. (in Chinese). 杨东君, 方伟, 叶新, 等. 星载太阳辐射监测仪的太阳程控跟踪精度[J]. 光学精密工程, 2015, 23(7):1813-1821.
    [7] Wang Hongrui, Li Huidan, Qi Jin, et al. Total solar irradiance monitor for the FY-3B satellite-space experiments and primary data corrections[J]. Solar Phys, 2015, 290:645-655.
    [8] Fang Wei, Wang Hongrui, Li Huidan, et al. Total solar irradiance monitor for Chinese FY-3A and FY-3B satellites-instrument design[J]. Solar Phys, 2014, 289:4711-4726.
    [9] Wang Yaoli, Wen Tingdun, Wang Zhibin, et al. Infrared detection technology based on static solid wedge interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10):3188-3192. (in Chinese)王耀利, 温廷敦, 王志斌, 等. 基于静态固体斜楔干涉的红外探测技术[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10):3188-3192.
    [10] Zhang Laixian, Sun Huayan, Fan Guihua, et al. High efficiency laser active detection controlling and processing system design based on LabVIEW[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(12):3239-3244. (in Chinese)张来线, 孙华燕, 樊桂花, 等. 基于LabVIEW的高性能激光主动探测控制与处理系统设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(12):3239-3244.
    [11] Xu Zhengping, Shen Honghai, Xu Yongsen. Review of the development of laser active imaging system with direct ranging[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1):28-38. (in Chinese)徐正平, 沈宏海, 许永森. 直接测距型激光主动成像系统发展现状[J]. 中国光学, 2015, 8(1):28-38.
    [12] Yang Mingyu. Detecting of photoelectric peeping devices based on active laser detection[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2):255-262. (in Chinese)杨名宇. 利用激光主动探测技术实现光电窥视设备检测[J]. 中国光学, 2015, 8(2):255-262.
    [13] Ming Anjie, Tan Zhenxin, Wu Jian, et al. Automatic testing system for multi-channel MEMS accelerometers based on virtual instrument technique[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6):1955-1959. (in Chinese)明安杰, 谭振新, 吴健, 等. 基于虚拟仪器的多通道MEMS加速度计自动化测量系统[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(6):1955-1959.
  • [1] 罗兵, 李化, 王哲豪, 王婷婷, 李子建, 王佳昕.  激光功率对选择性激光烧结尼龙12密度和绝缘性能的影响 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20200474-1-20200474-8. doi: 10.3788/IRLA20200474
    [2] 谢臣瑜, 翟文超, 李健军, 高放, 李越, 吴浩宇, 郑小兵.  超连续激光单色仪系统级光谱响应度定标比对验证 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0205005-0205005. doi: 10.3788/IRLA202049.0205005
    [3] 谭逢富, 黄志刚, 张巳龙, 秦来安, 侯再红, 高穹, 刘虎.  基于逐点扫描的探测器阵列靶标定系统 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0213003-0213003. doi: 10.3788/IRLA202049.0213003
    [4] 盛文阳, 夏茂鹏, 李健军, 翟文超, 郑小兵.  基于受激参量下转换的红外标准传递辐射计定标技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1204001-1204001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1204001
    [5] 王茂榕, 钟凯, 刘楚, 徐德刚, 姚建铨.  3.11THz标准体雷达散射截面测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 225001-0225001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0225001
    [6] 谢臣瑜, 李健军, 庞伟伟, 夏茂鹏, 郑小兵.  双通道热红外标准辐亮度计定标方法研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 404002-0404002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0404002
    [7] 冯全全, 詹杰, 刘庆, 李学彬, 朱文越.  夜间整层大气透过率测量技术研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 617005-0617005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0617005
    [8] 魏继锋, 胡晓阳, 张凯, 孙利群.  高能激光能量直接测量技术及其发展趋势 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 706004-0706004(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0706004
    [9] 徐均琪, 苏俊宏, 葛锦蔓, 基玛 格拉索夫.  光学薄膜激光损伤阈值测量不确定度 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806007-0806007(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806007
    [10] 赵坤, 史学舜, 刘长明, 刘玉龙, 陈海东, 刘红博, 陈坤峰, 李立功.  用于探测器中红外绝对光谱响应度测量的激光源 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 705005-0705005(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0705005
    [11] 庞伟伟, 郑小兵, 李健军, 史学舜, 吴浩宇, 刘昌明, 刘玉龙, 夏茂鹏, 高东阳, 史剑民, 康晴, 戚涛.  低温绝对辐射计不同定标光路的比对实验 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 317004-0317004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0317004
    [12] 杨红艳, 李家国, 朱利, 殷亚秋, 张永红, 雷秋良, 陈宜金.  基于历史数据的HJ-1B/IRS热红外通道定标与分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 304004-0304004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0304004
    [13] 许振领, 杨淼淼, 王敏, 刘连伟, 郭正红.  红外捕获跟踪设备辐射式仿真试验技术研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 11-16. doi: 10.3788/IRLA201645.S104003
    [14] 张丽, 杨丹, 王好伟, 王依山, 杨盛谊.  溶液法制备全有机P3HT光电探测器 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2975-2980.
    [15] 崔程光, 王淑荣, 李博, 王俊博, 黄煜.  紫外可见NMOS线阵图像传感器量子效率的定标研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2844-2848.
    [16] 庞伟伟, 郑小兵, 李健军, 史学舜, 吴浩宇, 夏茂鹏, 高东阳, 史剑民, 戚涛, 康晴.  溯源于低温辐射计的1064nm波段探测器绝对光谱响应度定标 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3812-3818.
    [17] 翟文超, 徐骏, 郑小兵, 丁蕾, 陆俊桦.  应用于超光谱定标的光谱可调光源光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 950-955.
    [18] 马轶男, 陶汪, 陈彦宾.  LF6铝合金双光束激光点焊工艺研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 707-711.
    [19] 徐骏, 孟炳寰, 翟文超, 丁蕾, 郑小兵.  基于热红外标准辐亮度计的常温黑体定标技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 716-721.
    [20] 徐骏, 孟炳寰, 郑小兵, 翟文超, 李健军.  红外标准辐亮度计的研制及定标 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 863-868.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-10
  • 修回日期:  2016-02-15
  • 刊出日期:  2016-09-25

太阳辐照度绝对辐射计的定标新方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0917001
  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033;
  • 2. 中国科学院大学,北京 100049;
  • 3. 上海卫星工程研究所,上海 200240
    • 作者简介:

    衣小龙(1988-),男,博士生,主要从事低温绝对辐射计测量方法研究与实现方面的研究工作。Email:yxl19880603@126.com

    通讯作者: 王玉鹏(1972-),男,副研究员,博士,主要从事空间遥感仪器研制与绝对辐射测量及标定方面的工作。Email:wangyp@ciomp.ac.cn
  • 收稿日期: 2016-01-10
  • 修回日期: 2016-02-15
  • 刊出日期: 2016-09-25

  • 中图分类号: P414.5;P422.1

摘要: 为了扩展动态测量范围，提高对较低的激光功率的测量不确定度，对太阳辐照度绝对辐射计的测量方法进行了研究与改进。首先，重复测量各个激光功率的响应度，分析由响应度引入的系统误差对测量不确定度的影响；其次，提出改进的测量方法，通过两次电定标实时修正光功率附近小功率区间的响应度；最后，使用新方法和传统方法测量各个功率的激光，比较测量不确定度。实验结果表明：根据宽功率区间获得的响应度的相对不确定度为2.7%，测量较低的激光功率时，不可忽略由响应度引入的误差。当激光功率低于20 mW时，改进方法的相对测量不确定度仍为0.1%，具有更好的稳定性，补偿了响应度误差。因此，电定标与光定标差距非常大，不具备可比性，需两者结合实现全动态范围定标；该方法可以扩展动态测量范围，对于定标太阳辐照度绝对辐射计具有重要意义。

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