[發明專利]一種多波長晝夜整層大氣透過率實時測量裝置

有效

• 申請號: 201611178096.6
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106769931B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 張巳龍;譚逢富;靖旭;何楓;侯再紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

本發明公開一種多波長晝夜整層大氣透過率實時測量裝置。通過在恒星跟蹤平臺的望遠鏡前鏡蓋設計多個通光孔，在鏡蓋與望遠鏡之間安裝多個光楔與通光孔一一對應，在望遠鏡后依次安裝多個不同波長的濾光片，光闌和電荷耦合元件，光闌包括多個通道，并且濾光片、光闌通道與光楔也一一對應，恒星光束通過通光孔后分為多條光束，每條光束依次通過光楔，進入望遠鏡，通過濾光片、光闌通道，最后到達CCD靶面，成像為光斑；通過測量在CCD靶面成像的各個光斑亮度計算對應波長的整層大氣透過率。采用本發明的測量裝置，提高了成像質量，有效抑制了背景噪聲，提高了尤其是白天測量時的成像信噪比，實現了多波長晝夜整層大氣透過率實時測量。

技術領域

本發明涉及光學領域，特別是涉及一種多波長晝夜整層大氣透過率實時測量裝置。

背景技術

光穿過整層大氣時會因大氣的吸收、散射等作用而衰減，其傳輸效率即整層大氣透過率，是反映大氣輻射傳輸特性的重要參數，對激光傳輸、激光通信、激光雷達和大氣輻射、大氣環境監測、光學遙感等問題的研究具有重要意義。

目前大氣透過率可以利用專業軟件(如MODTRAN、CART等)通過仿真，利用數值計算的方法求解得到，得到的大氣透過率很大程度上受限于軟件大氣模式的準確度，并且軟件的大氣模式一般與大氣的實際狀態不一致，因此采用該方法得到的大氣透過率準確性低、實時性差。

相比于數值模式計算，進行直接測量是得到整層大氣透過率最直接且最有效的途徑。目前直接測量整層大氣透過率的裝置：大多針對白天時段，以太陽為目標光源進行測量；也有少數裝置是以恒星為目標光源進行測量，但因白天測量信噪比不好等原因，一般針對夜晚時段。因此，都存在測量不連續，無法晝夜實時測量大氣透過率，致使大氣透過率測量實時性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種多波長晝夜整層大氣透過率實時測量裝置，以解決現有測量方法中無法連續對晝夜整層大氣透過率進行測量，從而導致大氣透過率測量實時性差的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種多波長晝夜整層大氣透過率實時測量裝置，所述裝置包括：恒星跟蹤平臺，鏡蓋，N個光楔，N個濾光片，光闌和電荷耦合元件，N為正整數；

所述恒星跟蹤平臺包括望遠鏡，用于實時跟蹤恒星進行測量；

所述望遠鏡前安裝所述鏡蓋，所述鏡蓋包括N個通光孔；

所述N個光楔位于所述鏡蓋與所述望遠鏡之間，所述鏡蓋的N個通光孔與所述N個光楔一一對應，所述光楔用于將通過所述N個通光孔的N條光束向背離光楔分布中心的方向偏折，所述光楔分布中心為所述N個光楔組成的平面圖形的幾何中心；

所述N個濾光片安裝于所述望遠鏡之后，位于所述望遠鏡的焦平面之前，用于對經過所述N個光楔進入所述望遠鏡的N條光束進行濾光；

所述光闌位于所述N個濾光片之后，所述光闌包括N個通道，所述N個通道與所述N個濾光片一一對應，所述N個通道用于分別傳輸經過所述N個濾光片的N條光束；

所述電荷耦合元件安裝于所述光闌之后，所述電荷耦合元件的接收靶面與所述望遠鏡的焦平面重合；

所述恒星的光束通過所述鏡蓋的N個通光孔，分為N條光束，每一條光束的傳播路徑為：通過一個所述光楔后進入所述望遠鏡，然后依次通過一個所述濾光片、所述光闌的一個通道，最后到達所述電荷耦合元件的接收靶面，成像為一個光斑；所述N條光束在傳播過程中經過的所述光楔、所述濾光片、所述光闌的通道各不相同。

可選的，所述N個濾光片為窄帶濾光片。

可選的，所述裝置還包括：