基于镀膜四面角锥棱镜技术的上层大气风场探测研究

阐述了“镀膜四面角锥棱镜(coatingpyramidprism,CPP)”技术探测上层大气风场的原理,提出可以在四面角锥棱镜的4个面上分别按λ4(λ波长)的步进光程差递增镀增透膜,同时获得一个干涉条纹中的4个强度值,实现上层大气风场的探测模式.对该模式下的相关参数进行了理论计算并得出结论四面角锥棱镜的顶角必须大于24°、宽度为8mm的对称光束入射到CPP顶点能满足LF7玻璃上镀MgF2增透膜以实现大气风场探测的要求.按9°×9°干涉仪视场和CCD4.5°×4.5°视场设计了干涉仪前后的光路,用CCD照相机并调节定标光源Kr灯557.0nm到所需光束宽度进行了模拟实验,分别得到顶角为60°和90°的两面镀膜棱镜在CCD上的两个干涉光斑,这两个光斑再复制即可获得CPP的4个干涉光斑,从而证实了CPP技术探测上层大气风场的可行性.该模式发展了被动探测上层大气风场的光学遥感探测技术.

星载超广角改形Sagnac干涉仪的自推扫探测大气风场

用卫星运动的自推扫方式即入射角的变化探测上层大气风场,探测全视场达4．5°．利用自行设计的超广角改形Sagnac干涉仪光程差公式和Doppler频移导出“四强度法”探测风场的模式,通过卫星自推扫所致入射角的4个步进值,变换成卫星的4次飞行时刻步进实现“四强度法”的风场探测．设计出超广角改形Sagnac干涉仪的结构尺寸后,通过实例论证了利用超广角改形Sagnac干涉仪,对OH(或O_2)732．0 nm极光,只要CCD照相机在9 s曝光时间内,通过卫星的4个飞行时刻3．4938,5．5848,7．3130和8．4724 s所探测的4个极光强度值,就能获得高度为600km距卫星1500km处的大气风场．