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．

用于大气风场探测的改形Sagnac干涉仪的性能分析

分析了改形Sagnac干涉仪的基本原理和其光程差的表达式,包括光线以45°角入射和以任意角度入射两种情形。根据目前大气风场探测的基本数据,分析计算了用于大气风场探测的改形Sagnac干涉仪的主要性能,包括系统透过率、系统的光通量、光谱分辨率以及探测器的响应率,说明改形Sagnac干涉仪具有良好的性能,可以用于大气风场探测。分析了时空混合调制型风场探测的探测模式,为新型大视场、高通量的大气风场探测仪器的设计提供了必要的理论依据。