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高分辨率星载真空紫外成像光谱仪设计与研究

李亚楠 | -> | 1572| 0| 0.698839MB |真空紫外,成像光谱仪,像差校正,光谱分辨率

李亚楠 李亚楠 | 文档量 |浏览量31595

摘 要 为了实现对大气层中辐射波长分布在真空紫外和近紫外波段(115~300nm)的粒子探测,完善大气遥感,设计了一种高分辨率成像光谱仪,并开展了原理样机的研制。根据国外已有载荷进行分析,选用了以离轴抛物镜为望远系统、Czerny-Turner结构为成像光谱系统的光学方案;针对真空紫外波段辐射弱的特点选取了带有MCP的二维光子计数型探测器。为了实现该光学系统的宽波段成像功能,在像差理论的基础上引入了几何与一阶微分的数学方法,解决了传统结构像差校正不均匀、空间分辨率低的缺点;最终设计得到了改进型的成像光谱仪。对设计结果进行模拟和光谱分辨率计算分析可知这种成像光谱仪全视场全波段调制传递函数值在0.6以上,光谱分辨率达到1.23nm,具有良好的性能。这种方案工程实现性好,性能优越,设计方法和设计结果合理可行。
    大气中的紫外光辐射对人类有着极为重要的意义,对紫外波段探测数据进行反演建立大气模型,可以实现大气预警和监测[1]。近年来,国内的星载设备研究主要集中在大于300nm的紫外可见波段和小于100nm的极紫外波段,而对于包含真空紫外波段的100~300nm的研究尚属空白。这一
波段的辐射粒子主要分布在平流层、热层、电离层和极光带,其中辐射分布在200~300nm波段内的粒子主要成分如图1所示,它们分布在地球表面5~50km内的大气层中。
  辐射分布在100~200nm波段内的粒子(如表1)主要分布在50~500km的大气层中。
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