Calibration of VUV spectroradiometers for space exploration

Hong-sheng SUN; Xin-gang LIANG; Wei-gang MA; Jia-peng WANG; Guan-yu LIN

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Calibration of VUV spectroradiometers for space exploration

更新时间：2021-07-28

- Calibration of VUV spectroradiometers for space exploration
- Optics and Precision Engineering Pages: 1-8(2021)
- 作者机构：
  
  1.清华大学航天航空学院，北京 100084
  2.北京振兴计量测试研究所，北京 100074
  3.中国科学院长春精密光学机械与物理研究所，吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  E-mail： hitshs@sina.com
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： TN23
- Received：16 January 2021，
  
  Revised：04 March 2021，
- 稿件说明：
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孙红胜,梁新刚,马维刚等.空间探测用真空紫外光谱辐射计校准[J].光学精密工程,

SUN Hong-sheng,LIANG Xin-gang,MA Wei-gang,et al.Calibration of VUV spectroradiometers for space exploration[J].Optics and Precision Engineering,
孙红胜,梁新刚,马维刚等.空间探测用真空紫外光谱辐射计校准[J].光学精密工程, DOI：10.37188/OPE..0001

SUN Hong-sheng,LIANG Xin-gang,MA Wei-gang,et al.Calibration of VUV spectroradiometers for space exploration[J].Optics and Precision Engineering, DOI：10.37188/OPE..0001

摘要

真空紫外光谱辐射计用于电离层和臭氧分布的探测，是空间探测重要载荷之一。发射前对其进行校准是一个关键步骤，国家计量院的校准能力最低波段到200 nm。为了解决到115 nm的光谱辐射计的校准难题，研究了115~200 nm真空紫外波段光谱辐射亮度的校准方法，针对现有方法中校准源均匀性不高、量值传递链条长、校准波段下限不够的问题，设计了两种校准方法。基于标准漫反射板的校准方法中，研制了测量最低波段到115 nm的真空紫外BRDF/BTDF测量标准部件；基于标准辐射计的方法中，提出了相应的真空紫外光谱辐射亮度传递标准设计方法，标准视场角为2°，在真空条件下完成了试验验证；提出了一种新型的标准真空紫外漫透射器的制备方法，对标准真空紫外漫透射器的空间分布特性进行了测量，表明在±10°角度范围内具有良好的均匀辐射朗伯特性。研建了校准装置，分析了各自的量值传递链条和测量不确定度，表明基于标准辐射亮度计的方法中减少了BRDF测量不确定度分量，测量不确定度更优。利用校准装置对风云卫星上的载荷进行了校准试验，115~200 nm波段光谱辐亮度测量不确定度为12%（

=2），载荷在轨运行良好。真空紫外光谱辐射计校准方法的研究和装置的研建，对空间真空紫外探测技术的研究和应用具有重要的意义。

Abstract

Vacuum ultraviolet spectral radiometers is one of the most important instruments for space exploration， which is used to detect the distribution of ionosphere and ozone. It is a key procedure to calibrate vacuum ultraviolet spectral radiometers before launch. At present the lower calibration capability of National Institute of Metrology in non vacuum ultraviolet band is 200nm. In order to solve the calibration of the radiation parameter of the vacuum ultraviolet spectral radiometers in 115nm， the calibration method of the spectral radiance of the vacuum ultraviolet band， mean 115nm-200nm was studied. There Two calibration method

are designed to solve the problems of low uniformity of calibration source， long value transfer chain and insufficient lower limit of calibration band. They are based on the calibration methods of vacuum ultraviolet standard diffuse reflectors and standard vacuum ultraviolet radiometer. In the method based on the standard diffuse reflectors， the vacuum ultraviolet BRDF or BTDF measurement standard component is developed to measure the lowest wave band is 115nm. In the method based on the standard radiometer， the corresponding standard design method of vacuum ultraviolet spectral radiance transfer is proposed， the standard field of view angle is 2° and the verification is completed under vacuum condition. A new standard vacuum ultraviolet diffuse transmission device is proposed. It is spatial distribution characteristics are measured and has a good uniform radiation Lambert characteristics in the range of ±10°. The calibration devices are developed， and the value transfer chain and measurement uncertainty were analyzed. The results showed that the BRDF measurement uncertainty component was reduced and the measurement uncertainty was better. The calibration test of the payload on FY satellite was carried out by using the calibration device. The uncertainty of spectral radiance measurement in the range of 115nm-200nm is 12%（

=2）， and the payload runs well in orbit. The research on the calibration method and equipment of vacuum ultraviolet spectral radiometer is of great significance to the research and application of vacuum ultraviolet space exploration technology.

关键词

Keywords

references

谢春，姚倩霞，余越，等 . 真空紫外–极紫外反射率计控制与数据采集系统［J］. 光学仪器， 2020 ， 42 （ 3 ）： 71 - 80 .

XIE CH ， YAO Q X ， YU Y ， et al . Control and data acquisition system for VUV-EUV reflectometer ［J］. Optical Instruments ， 2020 ， 42 （ 3 ）： 71 - 80 . （in Chinese）

彭吉敏，仲佳勇，梁贵云，等 . 基于电子束离子阱的天体X射线和极紫外辐射研究进展［J］. 天文学进展， 2017 ， 35 （ 4 ）： 417 - 428 .

PENG J M ， ZHONG J Y ， LIANG G Y ， et al . Progress in the field of research in region of X-ray and EUV on electron beam ion trap ［J］. Progress in Astronomy ， 2017 ， 35 （ 4 ）： 417 - 428 . （in Chinese）

韩官，林冠宇，李博，等 . 星上定标漫射板远紫外BRDF测量方法［J］. 光子学报， 2017 ， 46 （ 9 ）： 0912005 .

HAN G ， LIN G Y ， LI B ， et al . Measurement of far-ultraviolet BRDF for solar diffuser ［J］. Acta Photonica Sinica ， 2017 ， 46 （ 9 ）： 0912005 . （in Chinese）

王龙，蔺超，纪振华，等 . 碳卫星CO 2 探测仪发射前的漫反射板定标［J］. 光学精密工程， 2018 ， 26 （ 8 ）： 1967 - 1976 .

WANG L ， LIN CH ， JI ZH H ， et al . Preflight diffuser's calibration of carbon dioxide spectrometer of TanSat ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2018 ， 26 （ 8 ）： 1967 - 1976 . （in Chinese）

漆成莉，周方，吴春强，等 . 风云三号红外高光谱探测仪的光谱定标［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 4 ）： 747 - 755 .

QI CH L ， ZHOU F ， WU CH Q ， et al . Spectral calibration of Fengyun-3 satellite high-spectral resolution infrared sounder ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 4 ）： 747 - 755 . （in Chinese）

陆其峰，周方，漆成莉，等 . FY-3D星红外高光谱大气探测仪的在轨光谱精度评估［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 10 ）： 2105 .

LU Q F ， ZHOU F ， QI CH L ， et al . Spectral performance evaluation of high-spectral resolution infrared atmospheric sounder onboard FY-3D ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 10 ）： 2105 . （in Chinese）

张卓，王维和，王后茂，等 . FY-3C卫星紫外臭氧总量探测仪的在轨替代定标［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 2 ）： 326 .

ZHANG ZH ， WANG W H ， WANG H M ， et al . On-board vicarious calibration of FY-3C UV total ozone unit ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 2 ）： 326 . （in Chinese）

王风丽，张壮壮，王占山，等 . 真空紫外波段Al膜保护层MgF 2 的光学常数［J］. 光学精密工程， 2017 ， 25 （ 11 ）： 2823 - 2828 .

WANG F L ， ZHANG ZH ZH ， WANG ZH SH ， et al . Optical constant of MgF 2 coatings for Al/MgF 2 mirror in vacuum ultraviolet region ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2017 ， 25 （ 11 ）： 2823 - 2828 . （in Chinese）

余辉，张扬，付利平，等 . 基于传递标准探测器的远紫外电离层光度计定标技术研究［J］. 光学技术， 2020 ， 46 （ 5 ）： 540 - 544 .

YU H ， ZHANG Y ， FU L P ， et al . Study on calibration technology of far ultraviolet ionospheric photometer based on transfer standard detector ［J］. Optical Technique ， 2020 ， 46 （ 5 ）： 540 - 544 . （in Chinese）

李炳强，曹佃生，林冠宇，等 . 真空远紫外波段铝基漫反射板BRDF特性研究［J］. 激光与红外， 2020 ， 50 （ 9 ）： 1138 - 1144 .

LI B Q ， CAO D SH ， LIN G Y ， et al . BRDF characteristics research on aluminum-based diffuser in vacuum and far ultraviolet waveband ［J］. Laser & Infrared ， 2020 ， 50 （ 9 ）： 1138 - 1144 . （in Chinese）

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