气溶胶光学特性偏振遥感反演算法

陆地上空大气顶的辐射主要由大气散射和地表反射组成,一般地表反射的贡献要大于大气散射的贡献,使得陆地上空气溶胶的特性提取非常困难,而偏振信息只强烈依赖于散射粒子的特性,发展基于偏振信息的气溶胶反演方法是非常有效的.通过对矢量辐射传输方程求解进行研究,基于倍加累加法矢量辐射传输模式分析影响气溶胶反演的主要因素,确定多维参数查找表建立方法,利用POLDER(Polarization and Directionality of the Earth's Reflec-tances)提供的反射率和偏振反射率数据,发展了一种利用反射率和偏振反射率查找表迭代查找反演气溶胶光学参数和地表反射率的算法,实现了对北京、香河、Dalanzadgad观测站上空气溶胶光学厚度、粒子半径、折射指数和地表反射率的反演.用AERONET(Aerosol Robotic Network)地基数据对反演结果进行了验证.

空间原子氧对保偏反射镜偏振对比度的影响

选择金属膜层材料Ag和Ta_2O_5、SiO_2、Al_2O_3等多种介质薄膜材料,在石英基底上设计和制备了保偏反射镜,其在810 nm和850 nm波长处的偏振对比度优于10000∶1。结合保偏反射镜所处的轨道环境,进行了原子氧模拟实验,研究了保偏反射镜样品偏振对比度的变化规律。结果表明,随着原子氧剂量的增加,保偏反射镜的偏振对比度呈衰减趋势,且+45°、-45°方向的衰减较水平(H)、垂直(V)方向的更明显。

基于新型非周期高对比度亚波长光栅光电探测器

本文提出了一种基于新型非周期高对比度亚波长光栅(High Contrast Subwavelength Grating,HCSG)的谐振腔增强型(Resonant Cavity Enhanced,RCE)光电探测器(Photodetector,PD),该器件是由顶部光栅型上反射镜、PIN光探测结构和分布式布拉格下反射镜(Distributed Bragg Reflectors,DBR)组成。新型非周期HCSG上反射镜是由局部湿法氧化后形成的Al2O3间隔层和非周期GaAs光栅组成,实现了850 nm波段TM模式偏振光的高反射会聚特性,反射率达到了86.5%且在1.5μm焦距处实现了光束会聚。下反射镜是由周期GaAs光栅和GaAs/Al0.9Ga0.1As DBR组成,周期GaAs光栅对入射光有偏振选择特性,对TM模式的偏振光透射率为96.1%,而对TE模式的偏振光透射率仅有3.7%。该器件利用了传输矩阵理论方法仿真模拟了其量子效率,量子效率达到了71.8%,半高全宽接近于0.1 nm。有效的解决了光电探测器的高量子效率和高响应带宽相互制约的问题,为下一代光通信系统的发展提供了良好的基础。

测量非连续曲面的偏振光差动像散传感技术

提出一种基于激光偏振光差动像散原理的非连续曲面绝对跟踪检测方法与技术。该方法依据被测表面反射到位于两柱面镜焦面、焦后等距放置的两探测器上的偏振光的形状,再经两探测器探测信号差动相减和光强归一化处理得到聚焦误差信号,进而达到对非连续三维被测表面的绝对测量和触发瞄准。偏振光差动像散传感器中,由于引入偏振光入射和偏振分光镜分光,使构成的偏振光差动像散检测技术有效抑制光源波动、光学器件间光束的多次反射等对测量结果的影响,显著改善了差动像散离焦检测技术的抗干扰能力和线性。该光学传感器的测量范围为±10μm,分辨力优于0.005μm,可测表面倾角达20°。

多角度偏振云检测及云参数反演

高分五号卫星多角度偏振探测仪(DPC)是国内首台具备业务化多光谱多角度偏振探测能力的星载遥感器。发展了一套针对DPC观测数据的处理算法,可获取观测区域上空云检测结果、相态分布和云光学厚度。利用670 nm、865 nm反射率、490 nm几何归一化偏振辐亮度和865 nm线偏振度进行云检测;利用865 nm归一化偏振辐亮度进行相态识别;利用670 nm、865 nm反射率以及相态识别结果反演云光学厚度。由于尚未获取可反演的DPC L1级观测数据,仅将算法应用于地球反射率多角度偏振观测仪(POLDER)数据,以验证算法有效性。对比POLDER云产品,得到判云一致性和判晴一致性分别为93.3%和92.9%;水云、冰云和混合相态判别一致性分别为87.4%,76.6%和22.8%;云光学厚度的相关系数为0.89,故该算法可行有效。该算法为DPC发展业务化云产品提供参考。

Sensitivity analysis of single-angle polarization reflectance observed by satellite

Two channels of the Cloud Aerosol Polarimetric Imager,onboard the TanSat-Chinese carbon dioxide observation satellite,are designed to detect the polarization state of radiation reflected by the earth-atmosphere system in a single-viewing angle.Aiming to understand how the earth and atmospheric parameters affect the polarization state of radiation,we conduct a sensitivity analysis of the polarized reflectance at the top of atmosphere(TOA)with respect to the aerosol microphysical parameters,atmospheric profiles,and surface polarization properties.It is found that(1)the TOA polarization reflectance at 0.66 lm is most sensitive to the real part of the aerosol complex refractive index,the mean radius of the fine mode aerosol particles,as well as atmospheric pressure and temperature profiles;(2)the TOA polarization reflectance at 1.64 lm is sensitive to the volume ratio between the coarse mode and fine mode particles as well,but it is not sensitive to atmospheric profiles;and(3)surface polarization properties have a relatively weak influence on the TOA polarization reflectance at both 0.66 and 1.64 lm.

红外、紫外、微光系统与应用

SPIE-Vol.3764 01148011999年 SPIE 会议录,卷3764:紫外与 X 射线探测光谱学及偏振测量法,3=1999 proceedings 0f SPIE,Vol3764:Ultraviolet and X-ray detection.spectroscopy,andpolarimetry,Ⅲ[会,英]/SPIE-The International Societyfor Optical Engineering.—1999.—288P.(EC)本会议录收集了于1999年7月19～20日在科罗拉多州 Denver 召开的紫外与 X 射线探测光谱学和偏振测量法会议上发表的28篇论文,内容涉及半透明多层极化器制造及在软 X 射线椭圆计中的应用,反射光学中超紫外区域校准方法.基于硅 PIN 二极管和漂移探测器的 X 射线偏振计,硅光电二极管探测器。太阳日晕探测任务,SOHO 任务中 UVCS 探测器平面场,超导遂道结。