应用于CARSNET的太阳辐射计辐射定标的LED参考光源

大气与环境光学学报 ›› 2014, Vol. 9 ›› Issue (2): 112-120.

• “光学遥感定标技术及应用”专辑 • 上一篇下一篇

应用于CARSNET的太阳辐射计辐射定标的LED参考光源

袁银麟1, 郑小兵1, 戚涛1, 胡友丽1, 翟文超1, 丁蕾1, 吴浩宇1, 李健军1, 李正强2

(1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点研究室, 安徽合肥, 230031;
2 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100101)

收稿日期:2013-10-30 修回日期:2013-11-20 出版日期:2014-03-28 发布日期:2014-03-20
通讯作者: 袁银麟（1983），男，安徽青阳人，博士研究生，主要从事光学精确测量的先进方法与仪器、卫星传感器的高精度定标方面的研究。 E-mail:ylyuan@aiofm.ac.cn
作者简介:袁银麟（1983），男，安徽青阳人，博士研究生，主要从事光学精确测量的先进方法与仪器、卫星传感器的高精度定标方面的研究。
基金资助:
国家973课题（2012AA1212A302-2）、国家863课题（2012AA1212A302-2）资助

LED Reference Light Source for Sun Radiometer Sky Diffuse Channels Radiance Calibration Applied to CARSNET

YUAN Yin-lin1, ZHENG Xiao-bing1, QI Tao1, HU You-li1, ZHAI Wen-chao1, DING Lei1, WU Hao-yu1, LI Jian-jun1, LI Zheng-qiang2

Received:2013-10-30 Revised:2013-11-20 Published:2014-03-28 Online:2014-03-20

摘要/Abstract

摘要：

依据我国气溶胶光学特性监测网CARSNET辐射定标方法和流程，分析了太阳辐射计实验室辐射定标技术需求与特点。为完善目前CARSNET所采用辐射定标方法中太阳辐射计天空散射辐射通道短波段定标和提高太阳辐射计气溶胶反演精度，研制了应用于太阳辐射计的LED光谱可调积分球参考光源。测试结果表明该参考光源在出光口中心 20 mm区域内的面均匀性优于99.9%，±2?小角度范围内角度均匀性优于99.9%，其输出2 h内的稳定性优于99.8%，满足太阳辐射计天空散射辐射通道短波段定标要求。

关键词: 定标, 太阳辐射计, 天空散射, 参考光源

Abstract:

According to Sun radiometer radiance calibration method and process applied to China aerosol robot sun photometer network, the characteristics and technical requirement of sun radiometer radiance calibration in lab are analyzed. To fill up the blank sun radiometer sky diffuse channels radiance calibration of short wavelength, and to improve retrieved aerosol accuracy, the LED reference light source for sun radiometer sky diffuse channels radiance calibration is designed. The test results show that the planar uniformity of the source is better than 99.9% at the 20 mm exit normal circular area, the angular uniformity is better than 99.9% within ±2° to the exit normal, and the stability of source is better than 99.8% within 2 h. The LED reference light source satisfies the requirements of sun radiometer short wavelength diffuse channels radiance calibration.

Key words: calibration, sun radiometer, sky diffuse, reference light source

中图分类号:

O433
TN312.8

袁银麟郑小兵戚涛胡友丽翟文超丁蕾吴浩宇李健军李正强. 应用于CARSNET的太阳辐射计辐射定标的LED参考光源[J]. 大气与环境光学学报, 2014, 9(2): 112-120.

YUAN Yin-Lin, ZHENG Xiao-Bing, QI Tao, HU You-Li, ZHAI Wen-Chao, DING Lei, WU Hao-Yu, LI Jian-Jun, LI Zheng-Qiang. LED Reference Light Source for Sun Radiometer Sky Diffuse Channels Radiance Calibration Applied to CARSNET[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2014, 9(2): 112-120.

参考文献

[1] Wang Xianhua, Qiao Yanli, Goloub P, et al. Radiometric calibration of sunphotometer system applied to aerosol robotic network [J]. Acta Optica Sinca, 2008, 28(1): 87-91(in Chinese).
王先华, 乔延利, Goloub P, 等. 应用于全球气溶胶测量网的太阳辐射计辐射定标系统 [J]. 光学学报, 2008, 28(1): 87-91.
[2] Yang Zhifeng, Zhang Xiaoye, Che Huizheng, et al. An introductory study on the calibration of CE318 sunphotometer [J]. Journal of Applied Meteorological Science, 2008, 19(3): 297-304(in Chinese).
杨志峰, 张小曳, 车慧正, 等. CE318 型太阳光度计标定方法初探 [J]. 应用气象学报, 2008, 19(3): 297-304.
[3] Yang Zhifeng. The Aerosol Optical Characteristics in Representative Regions over China [D]. Beijing: China Meteorological Administration, 2008: 12-26(in Chinese).
杨志峰. 中国特征区域大气气溶胶光学特性研究 [D]. 北京: 中国气象科学研究院, 2008: 12-26.
[4] Holben B N, Eck T F, I. Slutsker I, et al. AERONET-a federated instrument network and data archive for aerosol characterization [J]. Remote Sens. Environ., 1998, 66(1): 1-16.
[5] Zhai Wenchao, Li Jianjun, Zheng Xiaobing, et al. Research on method of calibrating Sun channels of sun radiometer [J]. Acta Optica Sinca, 2012, 32(4): 0412004-1-0412004-6(in Chinese).
翟文超, 李健军, 郑小兵, 等. 太阳辐射计直射通道实验室定标方法研究 [J]. 光学学报, 2012, 32(4): 0412004-1-0412004-6.
[6] Xu Qiuyun, Zheng Xiaobing, Zhang Wei, et al. Advanced calibration method for Sun radiometers [J]. Acta Optica Sinca, 2010, 30(5): 1337-1342(in Chinese).
徐秋云, 郑小兵, 张伟, 等. 太阳辐射计先进定标方法研究 [J]. 光学学报, 2010, 30(5): 1337-1342.
[7] Luo Jun, Yi Weining, He Chaolan, et al. Implement of solar photometer calibration by transferring of radiometric radiator [J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2006, 1(2): 112-116(in Chinese).
罗军, 易维宁, 何超兰, 等. 利用野外光谱辐射计传递实现太阳辐射计绝对辐射定标 [J]. 大气与环境光学学报, 2006, 1( 2): 112-116.
[8] Brown S W, Eppeldauer G P, Lykke K R. Facility for spectral irradiance and radiance rensponsivity calibration using uniform sources [J]. Appl. Opt., 2006, 45(32): 8218-8237.
[9] Li Z Q, Blarel L, Podvin T, et al . Transferring the calibration of direct solar irradiance to diffuse-sky radiance measurements for CIMEL sun-sky radiometers [J]. Appl. Opt., 2008, 47(10): 1368-1377.
[10] Sofn Instruments Co., Ltd. Photoelectric instrument-light sources [OL]. 2013. http://www.7-s.com.cn(in Chinese).
北京赛凡光电仪器有限公司. 光电仪器系列-光源 [OL]. 2013. http://www.7-s.com.cn.
[11] Liu Hongxing, Sun JingXu, Liu Zexun, et al. Design of integrating sphere solar spectrum simulator based on xenon lamp and LEDs [J]. Optics Precision Engineering, 2013, 20(7): 1447-1454(in Chinese).
刘洪兴, 孙景旭, 刘则洵, 等. 氙灯和发光二极管作光源的积分球太阳光谱模拟器 [J]. 光学精密工程，2013, 20(7): 1447-1454.
[12] Yuan Yinlin, Xu Jun, Zhai Wenchao, et al. Design and test of a spectrum-tunable integrating spheres reference light source with large exit aperture [J]. Acta Optica Sinca, 2013, 33(7): 0712004-1-0712004-8(in Chinese).
袁银麟, 徐骏, 翟文超, 等. 大孔径可调光谱积分球参考光源研制和检测 [J]. 光学学报, 2013, 33(7): 0712004-1-0712004-8.
[13] Chen Feng, Zheng Xiaobing. Influence of spectrum not-matching on calibration precision of remote sensor [J]. Optics Precision Engineering, 2008, 16(3): 415-419(in Chinese).
陈风, 郑小兵. 光谱非匹配对于光学遥感器定标精度影响的分析 [J]. 光学精密工程, 2008, 16(3): 415-419.
[14] Nie Jianhua, Zhang Liming, Chen Hongyao. Influence of atmospheric model and aerosol type on radiation transfer calculation [J]. High Power Laser and Particle Beams, 2010, 22(5): 983-986(in Chinese).
聂建华, 张黎明, 陈洪耀. 大气模式与气溶胶模型对辐射传输计算的影响 [J]. 强激光与粒子束, 2010, 22(5): 983-986.
[15] Chen Lei, Qin Yan, Deng Ruru, et al. Comparative analysis of the two common methods for skylight measurement based on the ASD spectroradiometer [J]. Tropical Geography, 2011, 31(2): 182-186(in Chinese).
陈蕾, 秦雁, 邓孺孺, 等. 基于ASD地物光谱仪的两种天空光测量方法比较分析 [J]. 热带地理, 2011, 31(2): 182-186.
[16] Labsphere Inc.. A guide to integrating sphere theory and applications [OL]. 2012. http://www.labsphere.com/technical/technical-guides.aspx.
[17] Yang Benyong, Zhang Liming, Shen Zhengguo, et al. Characteristic measurement of diffuser panel used for on-board calibration for satellite optical sensors [J]. Optics Precision Engineering, 2009, 17(8): 1851-1858(in Chinese).
杨本永, 张黎明, 沈政国, 等. 光学传感器星上定标漫射板的特性测量 [J]. 光学精密工程, 2009, 17(8): 1851-1858
[18] Ding Tianping, Guo Weiling, Cui Bifeng, et al. The effect of temperature on the PL spectra of high power LED [J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2011, 31(6): 1450-1453(in Chinese).
丁天平, 郭伟玲, 崔碧峰, 等. 温度对功率LED光谱特性的影响 [J]. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(6): 1450-1453.
[19] Xie Ping, Wu Haoyu, Zheng Xiaobing, et al. Automatic directional radiometric testing system for large aperture integrating spheres [J]. Optics Precision Engineering, 2010, 18(9): 1943-1950(in Chinese).
谢萍, 吴浩宇, 郑小兵, 等. 大口径积分球辐出度分布自动测试系统 [J]. 光学精密工程, 2010, 18(9): 1943-1950.
[20] Zheng Xiaobing, Wu Haoyu, Zhang Junping, et al. Absolute spectral responsivity standard detectors with uncertainty less than 0.035% [J]. Acta Optica Sinca, 2001, 21(6): 749-752(in Chinese). 郑小兵, 吴浩宇, 章骏平, 等. 不确定度优于0.035％的绝对光谱响应率标准探测器 [J]. 光学学报, 2002, 21(6): 749-752.

应用于CARSNET的太阳辐射计辐射定标的LED参考光源

LED Reference Light Source for Sun Radiometer Sky Diffuse Channels Radiance Calibration Applied to CARSNET

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李迎杰, 关欣, 温渊, 张苗苗, 桂利佳, 李云端 . 高光谱观测卫星对月定标模式设计[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(4): 281-294.
[2]	张苗苗, 温渊, 朱思峰, 谢艳清, 李迎杰, 李云端, 洪津, 刘振海, 骆冬根, 宋茂新, 王羿 . 高光谱观测卫星偏振交火工程设计及在轨性能评估[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(4): 295-309.
[3]	朱思峰, 朱梦瑶, 伽丽丽, 许华, 李正强, 谢一凇, 洪津, 涂碧海, 孟炳寰 . 高分五号 02 星多角度偏振成像仪在轨辐射性能初步评价[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(4): 310-322.
[4]	潘琰, 李新, 李照洲, 张权, 张艳娜 . 嵩山遥感定标场靶标反射率的自动测量方法[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(2): 141-152.
[5]	冀春延, 赵敏杰∗, 周海金, 司福祺, 刘建国. 紫外高光谱探测仪实验室辐照度定标研究[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(3): 168-176.
[6]	王歆远, 司福祺∗, 赵敏杰, 周海金, 江宇, 汪世美. 星载EMI在轨光谱定标方法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(3): 177-185.
[7]	曾献芳, 贾镕, ∗, 王孙晨, 王荣昌, 任帅军, . 紫外偏振成像系统定标实验方法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(2): 138-148.
[8]	孙凌, 胡秀清, 徐娜. FY-3B MERSI短波红外波段温度响应与在轨定标分析[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(5): 374-384.
[9]	白米粒李健军高冬阳胡友勃谢臣瑜闫静郑小兵. 双通道自校准辐射计与辐亮度标准探测器的比对实验研究[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(4): 296-302.
[10]	丁满超翟文超张权庞伟伟李新郑小兵. 多波段偏振成像仪设计及实验室定标[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(4): 303-312.
[11]	黄珊1,2,司福祺1,赵敏杰1,2,汪世美1,周海金1. 大气痕量气体差分吸收光谱仪地面数据评价软件设计[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(3): 201-210.
[12]	李正强1,谢一凇1,洪津2,王中挺3,王舒鹏4,孙晓兵2,乔延利2,顾行发1. 星载对地观测偏振传感器及其大气遥感应用[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(1): 2-17.
[13]	李照洲1,伽丽丽2,谢一凇2,朱思峰2,李正强2,潘志强1. GF-5卫星多角度偏振成像仪在轨偏振定标[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(1): 18-23.
[14]	袁银麟,康~晴,翁建文,丁~蕾,李健军,李~双,吴浩宇,洪津,郑小兵. 多角度偏振成像仪高精度辐射定标方法[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(1): 24-35.
[15]	康晴1,袁银麟1,翁建文1,2,丁蕾1,李健军1,吴浩宇1,洪津1,郑小兵1. 多角度偏振成像仪系统级偏振定标方法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2019, 14(1): 36-48.