平面光栅的偏振特性分析

平面光栅作为一种重要的光学元件,被广泛应用于声光学,全息光学及光谱学领域,在高辐射灵敏度的光学遥感系统中,系统对偏振灵敏度的要求也很高,这就需要对光栅的衍射效率及偏振特性做详细的研究,文中利用严格耦合波分析法讨论了光栅的偏振特性,并给出了平面光栅的偏振矩阵。     

空间光学遥感器系统偏振测试方法探讨

随着光学遥感器的不断发展,对光学遥感器的性能要求也不断提高。遥感器系统偏振特性也逐渐为人们所重视。特别是对辐射灵敏度要求较高的光学遥感器。文章首先分析了光学遥感器偏振特性的表述及与遥感器系统辐射灵敏度的关系。讨论了系统偏振影响的因素和系统偏振补偿设计的几种考虑。最后提出了遥感器系统偏振灵敏度测试方法和应用实例。     

航天遥感器偏振特性研究-理论分析与软件建立

在航天光学遥感的情况下,图像的辐射质量变得非常重要.遥感器的偏振对辐射测量精度有很大影响.因此,对遥感器偏振特性的分析,成为光学遥感器设计的一个重要组成部分.本文介绍一种光学遥感器偏振特性的分析方法和分析软件.     

星载光学遥感系统偏振耦合误差分析与修正方法研究

星载遥感器偏振灵敏度带来的偏振测量误差会影响获取数据的准确性,该误差作为系统误差将直接影响到数据应用.文章采用矢量辐射传输模型模拟遥感器(以中等分辨率成像光谱仪为例)入瞳处信号偏振与遥感器偏振耦合特性,分析了遥感器偏振灵敏度分别为2%、5%、7%时,遥感系统的测量误差分布情况,发现偏振耦合误差直接影响获取数据的真实性和...     

谐振式光学陀螺偏振噪声抑制方法

介绍了谐振式光学陀螺测量原理,对反射式保偏光纤谐振腔的传递函数进行了分解。分析和实验测试了单点90°熔接谐振腔的偏振特性,并提出了集成在线起偏器抑制偏振噪声的方法,具有良好的温度稳定性,可以抑制次偏振态的产生,减少偏振引起的误差。     

有源电磁超构表面应用综述

电磁超构表面具有卓越的电磁波人工控制能力，可应用于透射、反射、衍射等多种情况，因此，超构表面在基础光学和电磁调控领域中的具有巨大的应用潜力及前景。将有源元件引入电磁超构表面是开发下一代平面光学组件和电磁器件的关键步骤。在过去的几年里，许多研究者尝试开发基于各种新型活性材料和可调谐机制的超构表面器件，使之具有动态调控功能的光学特性（如振幅、相位、偏振、空间、时间响应）及器件功能（如光束转向、动态聚焦、可调谐滤波器、动态全息图等）。这些有源超构表面在实际应用中显示出巨大的前景，但仍存在重大挑战。本文主要讨论了基于有源电磁超构表面的若干潜在应用、新兴技术和研究方向。     

光学系统的偏振分析

对于大多数光学系统，一般都假设透射波面具有均匀的振幅（或高斯型振幅）和恒定的偏振态。这是几何光学的不完善假设。文中讨论的方法，适合于分析这种假设不能成立的系统。文中所讨论的偏振分析法包括了偏振光线追迹和偏振像差论。文中还讨论了偏振现象的基本分类定义，并述评了琼斯（Ｊｏｎｅｓ）计算法，以此作为讨论的基础。     

地球同步轨道星地量子信道特性研究

为了研究地球同步轨道量子密钥分发过程中星地量子信道特性，项目团队研制了搭载于实践二十卫星的极弱光偏振态分发设备，开展了地球同步轨道卫星与地面间光子偏振态的传输实验。实验时，星载偏振光分发设备根据遥控指令以50MHz频率驱动四个激光器出光，分发|0〉、|π/2〉、|π/4〉和|3π/4〉四种偏振态光子，经过长距离的空间传输后由地面站望远镜接收，最后由超导探测器探测。研究结果表明，地球同步轨道卫星到地面站的光学链路衰减约为100~110 dB，通道误码率约为2%~8%，满足量子密钥分发误码率的安全性要求。     

超光谱仪光栅面形对光谱性能影响的仿真分析

鉴于普通光学镜面分析技术研究光栅面形对超光谱仪光谱性能的影响具有精确度低且过程复杂的劣势,文章提出了一种用于分析光栅面形的全链路仿真分析方法。该方法综合考虑衍射和像差信息,利用有限元建立超光谱探测仪光栅结构变形模型,采用Zernike多项式作为结构分析与光学分析之间的接口工具,对光栅面形数据进行处理,得到光栅面形拟合结果,通过光学软件Zemax计算得到光栅面形对光谱畸变和光谱分辨率的影响。仿真分析结果表明,光栅面形的变化对系统的光谱畸变(如光谱弯曲和色畸变)影响较小,基本控制在1/5个像元内;对系统的光谱分辨率影响较大,当光栅面形导致其刻线位置发生较大误差时,对光谱分辨率有明显影响。     

激光雷达探测河北望都气溶胶

多波长拉曼偏振大气探测激光雷达是用于大气气溶胶、水汽探测及特性研究的有效工具。介绍北京遥测技术研究所自行研制的多波长拉曼偏振大气探测激光雷达系统,激光发射系统发射355nm、532nm、1064nm波段激光,信号采集系统采集大气分子、气溶胶的弹性后向散射信号以及N_2、H_2O的拉曼后向散射信号。利用多波长拉曼偏振大气探测激光雷达在河北省望都县交通局绿化基地对京津冀地区气溶胶进行观测,通过反演获得该地区大气气溶胶、水汽垂直方向时空分布廓线。通过本次观测,可有效探测大气气溶胶层、云层的光学及物理性质,有助于研究气溶胶、云对气候变化和对天气演变的影响。     

光学系统的偏振分析

对于大多数光学系统,一般都假设透射波面具有均匀的振幅(或高斯型振幅)和恒定的偏振态。这是几何光学的不完善假设。文中讨论的方法,适合于分析这种假设不能成立的系统。文中所讨论的偏振分析法包括了偏振光线追迹和偏振像差论。文中还讨论了偏振现象的基本分类定义,并述评了琼斯(Jones)计算法,以此作为讨论的基础。     

金属镜面双反射消偏研究

金属镜面双反射消偏技术可以有效利用菲涅尔折反射定律,借助偏振补偿作用减少光辐射的偏振变化,有可能成为未来偏振探测中消除偏振的重要手段之一。文章针对双反射的消偏过程,进行光辐射偏振特性分析,探讨了装调误差对消偏性能的影响。计算输出光辐射偏振特征参量,对五种金属镜面材料在完全消偏和不完全消偏情况下的输出光辐射偏振特性进行了仿真分析,将这些材料的双反射消偏特性进行相互比较。研究结果表明:主折射率大于1的金属材料与主折射率小于1的金属材料分别表现出两种不同的双反射偏振变化特性;五种考察金属材料中,银和铝比较适合作为双反射消偏装置的镜面镀膜材料。文章的研究结果可以为双反射消偏装置的研制提供依据,为偏振补偿的工程应用提供技术参考。     

低温环境光纤光栅反射光谱感应特性研究

为提升光纤光栅低温传感性能,对低温环境中光纤光栅反射光谱响应特性进行了研究。建立了低温模拟环境光纤光栅传感器反射光谱响应试验系统。分别对不同温度下自由状态有/无涂覆层、不同胶接状态的光纤光栅反射光谱低温响应特性进行了实验研究,分析了半波展宽、反射波峰幅值和偏移量等性能。结果表明:涂覆层与胶粘液属性均会不同程度影响光栅栅区受力的均匀性,造成波峰分裂或旁瓣等啁啾现象。基于光栅低温啁啾效应产生机理,研制了一种封装结构光纤光栅传感器,用聚合物对无涂覆层光纤光栅进行封装,基片为低热膨胀系数的合金材料,胶粘剂为高性能紫外胶。试验表明:该传感器有良好低温响应特性,反射光谱平滑,且基本无旁瓣。     

空间光学遥感器系统偏振测试方法探讨

随着光学遥感器的不断发展，对光学遥感器的性能要求也不断提高。遥感器系统偏必也逐渐为人们所重视。特别是对射灵敏度要求较高的光学遥感器。     

高轨空间碎片光电观测技术综述

高轨空间碎片(一般指轨道高度高于20000公里)的光学观测是近年来空间碎片研究领域中重要的研究主题之一.它在目标的探测、跟踪、识别等领域有着广阔的应用前景.目前对其物理特性的有效研究手段主要是基于时间序列的测光观测,基于同时性的多色测光观测,基于低色散的光谱观测以及基于偏振的光学观测.该文将重点从此四个方面回顾目前的研究现状和常用的处理方法,并对研究难点和未来发展趋势作了分析和阐述.     

展开式卫星天线在发射时的非线性振动分析

本文利用有限元数值计算与解析分析相结合的方法，研究了展开式卫星天线在收拢状态（发射阶段）的非线性动力学特性，论述了平面外扭弯耦合东振（存在间隙时）及平面内渗、强亚谐共振时的非线性特性。得到了间隙对扭弯共振的影响变化曲线及产生参、强亚谐共振的条件，本文结论可作为工程设计的理论依据。     

中国典型气溶胶模型光学特性分析及在大气校正中的应用

针对中国区域内卫星影像大气校正中气溶胶模型的适用性问题，基于Lorenz-MIE理论，结合多角度偏振相机(DPC)的3个观测通道，分析了中国典型气溶胶模型的光学特性，并将其出现频率较高(>5%)的模型组合用于可见短波红外高光谱相机(AHSI)观测仿真数据的大气校正中。通过对比校正结果，得到如下结论:在大气较为清洁的情况下，适合应用城市污染型与夏季粉煤灰型的模型组合或二次污染型与夏季粉煤灰型的模型组合，对中国区域内卫星影像进行大气校正;在气溶胶光学厚度较大(或能见度较低)时，华北、华南和西北区域内卫星影像大气校正中二次污染型与夏季粉煤灰型的模型组合更为适用，华东区域则是城市污染型与夏季粉煤灰型的模型组合更适合。     

地球敏感器红外带通滤光片膜系设计及其研制

红外带通滤光片已成功地应用于我国自行研制的近三十颗卫星的地球敏感器上。本文详细介绍了用等效折射率概念、设计１４～１６．２５μｍ红外带通滤光片的原理和方法，给出了设计的膜系，分析了主要工艺及膜层厚度的控制对红外带通滤光片光学特性的相互影响，并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较。     

星载反射式成像系统计算光学设计方法综述

星载反射式遥感成像系统的结构集成度高、光学面型复杂,面临光学初始结构难以求解和像质优化难以收敛的设计难题。综述着重探讨星载反射式成像系统中的计算光学设计方法。星载反射式成像系统计算光学设计,包括复杂曲面反射镜、曲面反射型光栅等硬件设计,以及计算成像图像解码等算法设计。面对星载遥感成像的不同应用,文章从深度学习光学结构设计、合成孔径计算成像、景深延拓计算成像、主动光学计算像差补偿和曲面光栅计算光谱成像等几个方面进行系统性地分类讨论。本综述结论为：基于计算光学的设计方法,无论在光学结构与面型求解方面,还是图像信号非线性逆问题求解方面,都具有强大的设计能力。在发展趋势上,计算光学在航天光学系统的设计潜力刚刚被挖掘。在“人工智能时代”的软、硬件算力支持下,计算光学方法将大大提升星载反射式成像系统设计的便捷性。     

基于空间光学探测的空间目标星等特性分析研究

利用STK对空间目标的轨道特性分析,模拟了太阳与空间目标观测面的夹角,空间目标 在光照区的时间和空间光学望远镜与空间目标的夹角。利用黑体辐射定律,计算太阳在可见 光区域的能流密度,通过建立平面目标可见光辐照度模型,推导了空间目标到达空间光学望 远镜的辐照度模型,建立了一种计算空间目标等效星等模型。通过建立的模型可以对正常工 作的卫星和失效卫星判断区分。