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真空紫外光谱传输特性测试研究

李博  
【摘要】:紫外-真空紫外光谱遥感技术近年来已经成为国际研究的热点,光学元件的光谱传输特性研究对提高光学遥感仪器性能具有重要意义。目前,国际上各种商用分光光度计在真空紫外光谱传输测试方面存在着很大局限性。真空紫外波段范围内的球面镜光谱反射率、半球反射率及双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance-Distribution Function,BRDF)难以测量,这将严重制约国内真空紫外光学技术发展。因此,亟待研制一种性能优异的真空紫外光谱传输测试系统,研究新的光谱测试方法以解决上述难题。 本文针对真空紫外光谱传输特性测试系统及测试方法展开研究,构建了真空紫外光谱传输测试系统,并针对于球面镜光谱反射率、半球反射率及BRDF展开测试研究。光谱传输测试系统采用Seya-Namioka单色仪作为分光系统,光栅采用法国JY公司IV型凹面光栅,波长范围115nm~400nm,波长精度0.1nm,波长重复性0.05nm,具有结构简单、光谱传输效率高的特点。球面镜光谱反射率测量采用双光路比例补偿法、积分球探测器及荧光转换膜三种方法,抑制了光源不稳定性、探测器响应不均匀及信噪比差对测试精度造成的影响。测试结果分析表明;115nm~180nm球面镜光谱反射率不确定度为1.3%。设计适用于半球反射率测试的真空紫外积分球,利用真空紫外光谱传输测试系统测量样品真空紫外半球反射率,根据半球反射测试理论推导结果,找出测试不确定源并提出抑制方法,系统测量不确定度为1.7%。针对漫反射板,开展了BRDF的测试理论研究,提出真空紫外BRDF的测试方法,研制了适用于真空紫外的、正入射具有朗伯散射特性的标准铝制样品,测量其半球反射率可得出该样品BRDF,待测样品的BRDF可与真空紫外标准样品进行测试比对获得,在160nm~200nm波长范围测量了待测样品的BRDF,系统测试的不确定度约为2.0%。上述研究表明,利用真空紫外光谱传输测试系统提出的球面镜光谱反射率、半球反射率及BRDF的测试方法准确、有效,该项研究对促进真空紫外光谱遥感技术发展研究具有重要的科学意义。


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