空間紫外遙感光譜輻射計光譜輻亮度定標(biāo)三種方法的比較

1、󰀁第33卷󰀁第4期2006年4月中󰀁國󰀁激󰀁光CHINESEJOURNALOFLASERSVol.33,No.4󰀁May,2006󰀁07󰀁󰀁文章編號:0258󰀁7025(2006)04󰀁0509空間紫外遙感光譜輻射計光譜輻亮度定標(biāo)三種方法的比較邢󰀁進(jìn)121,2,王淑榮,李福田11中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室,吉林長春130031中國科學(xué)院研究生院,北京100039摘要

2、83041;應(yīng)用基于spectralon平面漫反射板和兩種基于積分球的輻亮度共三種定標(biāo)方法,標(biāo)定了空間紫外遙感光譜輻射計的輻亮度響應(yīng)度。初步嘗試分析了每種方法的相對不確定度,指出漫反射板雙向反射分布函數(shù)(BRDF)的測量不確定度和平面漫反射板亮度的計算不確定度是這三種定標(biāo)方法比對中不一致的主要原因。定標(biāo)數(shù)據(jù)比對顯示,使用這三種定標(biāo)方法得到的光譜輻射計輻亮度響應(yīng)度在各自給定的相對不確定度范圍以內(nèi)(約3%)相符合。關(guān)鍵詞󰀁測量;輻射度學(xué);光譜輻射定標(biāo);空間紫外遙感光譜輻射計;積分球中圖分類號󰀁O432.1󰀁󰀁󰀁文獻(xiàn)標(biāo)識

3、碼󰀁AComparisonofSpectralRadianceCalibrationsofSpectroradiometerforUltravioletSpaceRemoteSensingUsingThreeCalibrationTechniquesXINGJin1,2,WANGShu󰀁rong1,LIFu󰀁tian11StateKeyLaboratoryofAppliedOptics,ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,TheChineseAcademyofSciences,Ch

4、angchun,Jilin130031,China2GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing10039,ChinaAbstract󰀁Threetechniquesofspectralradiancecalibration,onebasedontheflatdiffuserandtheothertwobasedoninternallyilluminatedintegratingsphere,areapplied.Theradianceresponsivitiesofthespectroradiometerunderde

5、velopmentforultravioletremotesensinginspacehavebeenobtainedusingthesethreecalibrationtechniques.Apreliminaryanalysisofuncertaintiesofthesetechniquespointsoutthattheuncertaintiesinmeasurementsofthediffuserbidirectionalreflectancedistributiononfunction(BRDF)andthecalculationoftheradianceoftheflatdiffu

6、serarethemajorsourcesforthediscrepancyamongthecomparisonsofthesethreetechniques.Thecomparisonsofcalibrationdatashowthatradianceresponsivitiesofthespectroradiometerderivedusingthesethreetechniquesareconsistentwithintheuncertainties(3%)designatedtothem,respectively.Keywords󰀁measurement;radiome

7、try;spectralradiometriccalibration;spectroradiometerforultravioletremotesensinginspace;integratingsphere1󰀁引󰀁言󰀁󰀁在大氣環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,空間紫外遙感光譜輻射計有著不可替代的作用,通過測量經(jīng)大氣散射的光譜輻亮度和太陽直射的光譜輻照度,就可以反演計算出大氣中各種微量氣體和氣溶膠的含量,以監(jiān)測全球溫室效應(yīng)、臭氧層厚度變化和各種有害氣體的排放等等。隨著對大氣環(huán)境監(jiān)測日益增長的精度需󰀁󰀁收稿日期:2005

8、󰀁07󰀁13;收到修改稿日期:2005󰀁10󰀁18要,對光譜輻射計的定標(biāo)精度也提出了非同一般的要求。傳統(tǒng)的遙感輻射計定標(biāo)方法是利用光譜輻照度標(biāo)準(zhǔn)燈和標(biāo)準(zhǔn)漫反射板產(chǎn)生可知亮度的大面積光源。這一技術(shù)的產(chǎn)生可以追溯到20世紀(jì)60年代末,當(dāng)時漫反射板的涂料是BaSO4。從20世紀(jì)80年代中期到晚期,美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)對輻1󰀁󰀁作者簡介:邢󰀁進(jìn)(1979󰀂),男,遼寧省鞍山市人,中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室博士研究生,主要從事短波光學(xué)

9、方面的研究。E󰀁mail:xingjin980530510中 國 激 光 33卷亮度定標(biāo)中使用的BaSO4漫反射板的雙向反射分布函數(shù)(BRDF)進(jìn)行了重復(fù)測量,結(jié)果顯示兩年內(nèi)BaSO4漫反射板的雙向反射分布函數(shù)值在低于330nm時有較大衰減。正是因為這個原因,美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院將漫反射板的材料換成雙向反射分布函數(shù)值極穩(wěn)定的spectralon。在250400nm的紫外波段,光譜輻射計輻亮度定標(biāo)的精度一直徘徊在較低的水平,這主要是由于輻照度標(biāo)準(zhǔn)燈在低于300nm時的不確定度較大和漫反射板雙向反射分布函數(shù)的測量不確定度較大所致。近年來有人提出了基于內(nèi)部照明的積分球的光譜輻亮度定標(biāo)技

10、術(shù)2,由于抵消了漫反射板的作用,精度得到了較大的提高。本文報道了基于平面漫反射板和兩種基于積分球的輻亮度定標(biāo)方法,并對這三種定標(biāo)方法得到的定標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和比對。底為9 5cm,下底為11 5cm,高為16 8cm的梯形。spectralon漫反射板經(jīng)光譜輻照度標(biāo)準(zhǔn)燈照明,在儀器觀測方向的平均光譜輻亮度1L( )=E( )cos B-w(x,y)f(x,y),(1)沿光譜輻射計觀測視場積分得到。其中E( )為石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈的光譜輻照度; 為照明漫反板的方向相對法線的夾角;w(x,y)為由光源尺寸決定的離軸照明修正因子;f(x,y)為在儀器視場投影面積上標(biāo)準(zhǔn)燈輻照度隨 角的變化;B-為spec

11、tralon漫反射板在儀器視場內(nèi)的平均雙向反射分布函數(shù)值。由于石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈光源尺寸較小,修正因子w(x,y)可以忽略,在將標(biāo)準(zhǔn)燈看作均勻亮度源的情況下,沿光譜輻射計觀測視場的積分表示為2L( )=Eh( )2B-,h+r2(2)2 spectralon漫反射板定標(biāo)2.1 定標(biāo)原理及方法spectralon漫反射板輻亮度定標(biāo)的實驗設(shè)置見圖1。由中國計量院定標(biāo)的1000W光譜輻照度標(biāo)準(zhǔn)石英鹵鎢燈(FEL),在h=50cm,100cm的距離沿法線方向照明30cm 30cm的spectralon漫反射板。光譜輻射計與漫反射板法線呈33!角觀測spectralon漫反射板的中心區(qū)域。其中h為標(biāo)準(zhǔn)燈與s

12、pectralon漫反射板之間的距離;Eh( )=El( )(l2/h2)為標(biāo)準(zhǔn)燈在距離h處的光譜輻照度;El( )為標(biāo)準(zhǔn)燈在距離l(通常為100cm)處標(biāo)定的光譜輻照度;r是將光譜輻射計在漫反射板上的投影視場等效為相同面積的圓的半徑(在這里為7 5cm),以下用r2表示。2.2 不確定度分析根據(jù)(2)式可以得到L=RL( )V( ) B-B-2+lEl( )+1/2+h+r,(3)由(3)式可知定標(biāo)不確定度如表1所示。輻亮度定標(biāo)中,不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)石英鹵鎢燈在250nm的定標(biāo)不確定度(4%)和spectralon漫反射板雙向反射分布函數(shù)值的測量不確定度3。漫反射板雙向反射分布函數(shù)值測量

13、的不圖1使用spectralon漫反射板進(jìn)行儀器光譜輻亮度定標(biāo)Fig.1Spectralradiancecalibrationofinstrumentusingspectralondiffuser確定度較大是因為它無法直接測量,它與入射角、反射角、入射方位角和反射方位角都相關(guān),如果要完整地測量一塊漫反射板的雙向反射分布函數(shù)值,則測量的次數(shù)將是天文數(shù)字。一般有兩種方法可以導(dǎo)出漫反板的雙向反射分布函數(shù)值:一種是在漫反射材料的朗伯余弦特性比較好時,測量漫反射材料的正入射半球反射率,再利用朗伯反射體的特性 雙向反射分布函數(shù)等于半球反射率除以!,從而得到漫反射材料的雙向反射分布函數(shù)值。另一種是通過測量漫

14、反射板的雙向反射所定標(biāo)的空間紫外遙感光譜輻射計用于在軌探測經(jīng)大氣后向散射的紫外光譜輻亮度和太陽直射的紫外光譜輻照度,通過數(shù)據(jù)的反演以獲得全球的臭氧含量及變化信息。該儀器為Ebert Fastie型光柵雙單色儀結(jié)構(gòu),光譜帶寬1nm,探測器為濱松公司的R1689光電倍增管。儀器的入射狹縫距漫反射板4期 邢 進(jìn)等:空間紫外遙感光譜輻射計光譜輻亮度定標(biāo)三種方法的比較表1使用spectralon漫反射板進(jìn)行光譜輻亮度定標(biāo)的不確定度511Table1UncertaintiesofspectralradiancecalibrationusingspectralondiffuserContributionst

15、otheuncertaintyIrradiancecalibrationuncertaintyofFELlamp(powersupplyunstabilityincluded)MeasurementuncertaintyofBRDFofspectralondiffuserNonlinearityofdetector,swiftofresponsivityandwavelengthdeviationStraylightandscatteredlightMeasurementuncertaintyofhandcalculatinguncertaintyofrEffectofneglectingco

16、rrectionfactorw(x,y)OveralluncertaintyRelativeuncertainty4%at250nm4%6%0.5%0.3%1.0%1.0%5.9%7.4%比因子(BRF),進(jìn)行朗伯特性修正后再導(dǎo)出雙向反射分布函數(shù)值。通常測試儀器只能進(jìn)行小塊樣品的半球反射率測量,大面積反射板的半球反射率都是由同一批制作的小樣品得來的。第一種方法的測試手段簡單但是相對不確定度較大(4%6%);第二種方法可以得到較為準(zhǔn)確的雙向反射分布函數(shù)值(2%3%)。本實驗所使用的spectralon漫反射板是Labsphere公司的產(chǎn)品,半球反射率(同一批次)也是該公司提供的,由此導(dǎo)出的雙向反

17、射分布函數(shù)值的相對不確定度為4%6%。石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈在250400nm照度值變化約兩個量級,若要在探測器的同一高壓狀態(tài)測量就會引起300nm以下探測系統(tǒng)信噪比較低,影響探測信號的準(zhǔn)確性。為此在250340nm(一般比較關(guān)心同時也難以準(zhǔn)確測量的也是這個波長范圍)選擇十二個波長,采用定波長多次測量平均(50次)的辦法,有效地消除了隨機(jī)誤差而且極大地縮短了測量時間,使噪聲和探測系統(tǒng)線性及響應(yīng)度漂移的影響最小化。經(jīng)驗表明雜散光是不可忽視的定標(biāo)誤差來源,如果不采取限制措施將引起約10%的測量誤差。為此將積分球、儀器、光學(xué)平臺等可能反射光的表面均進(jìn)行表面發(fā)黑處理,表面發(fā)射率約0 8%,再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮诓颊诠?/p>

18、處理,就可以使雜散光的影響最小化(約0 3%)。石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈與spectralon漫反射板之間的距離h,光譜輻射計到漫反射板之間距離的測量不確定度為12mm,導(dǎo)致視場等效圓半徑r的計算不確定度約為3mm。經(jīng)(3)式最后一項計算可得:距離的測量不確定度對定標(biāo)的影響為1 0%。在計算光譜輻亮度L( )時省略了修正因子w(x,y),并假設(shè)石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈為均勻亮度源。,板50cm,100cm的石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行觀測。在250340nm所選擇的十二個波長兩次觀測的比值為3 921(十二個比值平均),標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 41%。計算比值為3 934,比觀測值大了0 33%。從中可以看出省略w(x,y)給定標(biāo)帶

19、來的影響很小,估計為1 0%。3 積分球定標(biāo)3.1 積分球+spectralon漫反射板定標(biāo)Walker等2提出了一種改善光譜輻亮度定標(biāo)精度的技術(shù),這種基于內(nèi)部照明積分球的技術(shù)在十年前就已經(jīng)被NASA的Heath等1采納用于定標(biāo)SBUV 2儀器的光譜輻亮度響應(yīng)度,并得到了較理想的結(jié)果。當(dāng)時積分球的涂料是BaSO4,在<350nm處反射率有著明顯的衰減;同時鹵鎢燈照明的積分球在紫外波段很難有較高的亮度輸出,這些都給準(zhǔn)確定標(biāo)儀器帶來了困難?；谏鲜鲈?實驗中選擇Sphereoptics公司的TX 20Z UV積分球系統(tǒng)。該積分球直徑為50 8cm,開口直徑為20 32cm,其內(nèi)部涂料為Ze

20、nith材料,這種材料與spectralon材料很相似,具有良好的朗伯余弦特性和抗紫外輻射特性。為了在250400nm提供高亮度輸出和良好的均勻性(1%),該積分球系統(tǒng)除了內(nèi)置鹵鎢燈之外還提供了外置氙燈光源用于照明。Heath4對類似積分球系統(tǒng)的研究表明,由氙燈照明的Zenith材料積分球用于空間紫外遙感光譜輻射計亮度定標(biāo)是更佳的選擇。利用積分球進(jìn)行光譜輻亮度定標(biāo)首先需要光譜輻照度傳遞,就是將中國計量院的石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈的光譜輻照度傳遞到積分球上來,如圖2所示。圖2(a)的設(shè)置與圖1完全相同,儀器和漫反射板實際上組成了新的光譜輻射計系統(tǒng)用于照度傳遞。接著512中 國 激 光 33卷反射板(圖2(

21、b),與圖2(a)唯一的不同就是石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈的位置由積分球的開口代替了。利用上一步確定的光譜輻射計+漫反射板系統(tǒng)的照度響應(yīng)度就可以得出積分球在70cm,120cm的照度。儀器分別對距spectralon漫反射板70cm,120cm的積分球進(jìn)行觀測。在250340nm所選擇的十二個波長兩次觀測的比值為2 872(十二個比值平均),標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 30%。計算比值為2 878,比觀測值大了0 20%。圖3輻射換熱角系數(shù)示意圖Fig.3Schematicdrawingoftheradiationheattransfergoniometricfactor實際上,(4)式就是利用兩個共軸的圓形表面之間(

22、見圖3)的輻射換熱角系數(shù)公式來計算一定距離處的照度的一種近似。輻射換熱角系數(shù)表示為5R1=1, R2=2, X=1+22,ddR1圖2利用積分球+spectralon漫反射板進(jìn)行儀器輻亮度定標(biāo)(a)石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈照度定標(biāo);(b)積分球照度定標(biāo);(c)積分球亮度定標(biāo)2F1 2=X-22-4R12,(5)由于A1為一朗伯表面,故輻通量1=!L1A1,對任意表面A2而言入射輻通量2=E2A2。應(yīng)用輻射換熱角系數(shù)的定義,得到F1 2=2/1,因此有E2/L1=F1 2!A1/A2,將(5)式代入(6)式,得到E2=X-22-4R12Fig.2Spectralradiancecalibrationofi

23、nstrumentusingintegratingsphere+spectralondiffuser(a)FELirradiancecalibration;(b)sphereirradiancecalibration;(c)sphereradiancecalibration(6)21!L1,r2根據(jù)朗伯輻射體的熱傳導(dǎo)理論,在假設(shè)積分球為朗伯輻射體的情況下,距離內(nèi)部照明的積分球開口d處的照度Ed( )可以表示為2222Ed( )=!r21/(d+r1+r2)L( )=(7)(7)式的簡化形式就是公式(4),在d=70cm,120cm,r1=10.16cm,r2=7 5cm時,使用公式(4)近似代

24、替(7)式的誤差分別小于0 023%和G(d,r1,r2)L( ),(4)0 0027%。因此使用此公式引起的誤差比起實驗設(shè)置的重復(fù)性等其他誤差要小得多。幾何因子G(d,r1,r2)其實就相當(dāng)于在(1)式中平面漫反射板雙向反射分布函數(shù)的倒數(shù)。應(yīng)該注意的是在確定光譜輻射計+漫反射板系統(tǒng)的照度響應(yīng)度時,仍然要根據(jù)(1)式和(2)式做出照度修正。由于漫反射板和儀器組成了新的系統(tǒng),其雙向反射分布函數(shù)的影響就被完全地消除了。3.2 積分球+石英漫透射板定標(biāo)alo其中L( )為積分球開口處的光譜輻亮度;r1為積分球開口半徑;r2為探測器接收面的半徑,或者在本文中指一個面積等于光譜輻射計在漫反射板上投影視場

25、面積的圓的半徑;d為積分球孔徑到漫反射板的距離。利用(4)式可以從積分球在距離d處的輻照度計算出積分球開口處的輻亮度,從而得到光譜輻射)4期 邢 進(jìn)等:空間紫外遙感光譜輻射計光譜輻亮度定標(biāo)三種方法的比較513影視場較大,定標(biāo)中就需要對照度進(jìn)行修正,雖然修正系數(shù)可以做到很精確但是也引入了額外的誤差。若在靠近儀器的入瞳處放置漫透射板就可以將投影視場面積壓縮得很小,這樣修正系數(shù)的影響就微乎其微了。基于上述考慮,將一塊雙面磨毛的熔石英薄片放置在光譜輻射計2cm 3cm的入射孔徑處用作漫透射板。同時應(yīng)注意漫透射板只對較小的張角有較好的余弦響應(yīng)。積分球+石英漫透射板進(jìn)行儀器輻亮度定標(biāo)的實驗設(shè)置見圖4。石英

26、鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈在50cm,100cm的距離沿法線方向照明石英透射漫反射板(圖4(a),以此確定出儀器+石英漫透射板系統(tǒng)的照度響應(yīng)度。圖4(b)的積分球以共軸方式在150cm,180cm,200cm的距離照明儀器+石英漫透射板系統(tǒng),再根據(jù)(4)式計算出積分球開口處的亮度,得到光譜輻射計的輻亮度響應(yīng)度(圖4(c)。為了考察在150cm,180cm,200cm距離處經(jīng)積分球照射的石英漫透射板是否具有朗伯體的特性,250340nm范圍十二個波長三次觀測的比值分別為1 439和1 234,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 21%和0 29%。根據(jù)(4)式的計算比值為1 440和1 235,比觀測值分別增大了0 09%和0 11

27、%?？梢娫谶@樣的距離處石英漫透射板的余弦響應(yīng)較好,可看作朗伯輻射體。3.3 使用積分球進(jìn)行儀器光譜輻亮度定標(biāo)的不確定度分析使用積分球進(jìn)行儀器光譜輻亮度定標(biāo)實際上采用的是比較法,很多參數(shù)的不確定度如漫反射板雙向反射分布函數(shù)測量的不確定度,實驗設(shè)置中的位置重復(fù)性等都由于采用了比較法而消除了。根據(jù)(1),(4)式可得圖4利用積分球+石英漫透射板進(jìn)行儀器輻亮度定標(biāo)(a)石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈照度定標(biāo);(b)積分球照度定標(biāo);(c)積分球亮度定標(biāo)Fig.4Spectralradiancecalibrationofinstrumentusingsphere+quartztransmissiondiffuser(a)

28、FELirradiancecalibration;(b)sphereirradiancecalibration;(c)sphereradiancecalibrationL=RL( )3V( )2+El( )El( )2+22h+r221/22+,(8)22112 r1+2d+r2+r1r1由(8)式可知積分球定標(biāo)不確定度主要來自如表2所示的幾個方面。表2使用積分球進(jìn)行儀器光譜輻亮度定標(biāo)的不確定度Table2UncertaintiesofspectralradiancecalibrationutilizingintegratingsphereContributionstotheuncertain

29、tyIrradiancecalibrationuncertaintyofFELlamp(powersupplyunstabilityincluded)Nonlinearityofdetector,swiftofresponsivityandwavelengthdeviationTemporalstabilityofsphereradianceMeasurementuncertaintyofh,d,r1andcalculatinguncertaintyofr2StraylightandscatteredlightErrorfromapplyingWalkertechniqueDifferenti

30、lluminatingwayofFELlampandsphereOveralluncertaintyRelativeuncertainty4%at250nm1.7%0.5%1.2%0.3%0.5%2%5%514中 國 激 光 33卷積分球定標(biāo)中一個固有的缺點就是信號的動態(tài)范圍較大,由公式(4)可知當(dāng)d>170cm時動態(tài)范圍超過了2個數(shù)量級。為了精確定標(biāo)儀器,需要提高探測器(倍增管)的高壓以改善信噪比。經(jīng)實測高壓電源的穩(wěn)定性為0 02%h-1,倍增管10級倍增,對探測信號的影響為0 2%h。在250340nm所選擇的12個波長5次測試高壓換檔比結(jié)果為9 340(平均值),標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 18

31、%。高壓電源的穩(wěn)定性、高壓換檔比的準(zhǔn)確性以及探測系統(tǒng)的線性等對讀出信號帶來的不確定度估計為1%,實驗分別進(jìn)行了照度傳遞和亮度標(biāo)定,故式(8)中有3倍的關(guān)系。積分球亮度輸出應(yīng)保持相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性,才不會給輻射標(biāo)定結(jié)果帶來影響,經(jīng)對積分球開口亮度的實際監(jiān)測發(fā)現(xiàn)亮度輸出會有輕微的衰減(0 5%1%h-1),將積分球冷卻到室溫再打開氙燈照明,亮度會恢復(fù)到原來的數(shù)值。這應(yīng)該是氙燈系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性(0 5%h)和由氙燈的強(qiáng)紫外輻射形成的臭氧的吸收所造成的。由于標(biāo)定過程所耗費的時間較短約30min,故積分球亮度輸出的穩(wěn)定性對定標(biāo)帶來的不確定度約為0 5%。測量h,d的不確定度為2mm,r2的不確定度為3mm,

32、r1是用游標(biāo)卡尺測量得到的,故不確定度較小,為0 02mm。通過公式(8)后三項的計算可知距離測量不確定度對輻亮度定標(biāo)帶來的不確定度為1 2%。正確地應(yīng)用Walker技術(shù)的前提是積分球為朗-1-1伯輻射體,其開口處的亮度均勻性應(yīng)在約1%水平。制作良好的積分球在小心操作的情況下通常是滿足這一條件的2。如圖2(c)和圖4(c)所示儀器分別在15cm,30cm的距離觀測積分球開口處亮度,在積分球開口處形成的投影視場分別為9 3cm 5 5cm和16 2cm 11 0cm。在這兩個位置儀器對250340nm的十二個波長讀出值的平均比值為1 0026,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 21%。另外使用近似公式帶來的誤差如3

33、 1所述最大為0 023%,因此應(yīng)用Walker的技術(shù)產(chǎn)生的誤差估計為0 5%。石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈與積分球照明方式的不同是光譜輻照度傳遞過程中不確定度的重要原因。這里采用幾何因子來校正兩種光源的不同照明方式。對于面積較大的30cm 30cm的spectralon漫反射板,這種修正起到了一定作用,但同時要假設(shè)石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈為均勻亮度的點光源。小面積的2cm 3cm石英漫透射板,對積分球的視場角只有6!7!,這種情況下光源的不同照明方式對定標(biāo)的影響很小。估計對spectralon漫反射板的情況,光源的不同照明方式對最終定標(biāo)的影響約2%。而對石英漫透射板的情況,光源的不同照明方式的影響為0 5%1%。4

34、 實驗結(jié)果應(yīng)用三種方法標(biāo)定的紫外光譜輻射計的光譜輻亮度響應(yīng)度數(shù)據(jù)如表3所示。表3應(yīng)用三種方法獲得的儀器光譜輻亮度響應(yīng)度數(shù)據(jù)Table3SpectralradianceresponsivityvalueoftheinstrumentderivedusingthesethreecalibrationmethodsRadianceresponsivityRadianceresponsivityRadianceresponsivityRatioofRatioofderivedfromsphere+derivedfromderivedfromresponsivitiesWavelengthrespons

35、ivitiesquartztransmittancesphere+spectralonspectralonflat(averagevalue/nm(quartz/diffuserdiffuserdiffuserofspherespectralon)/V/#W/(cm2nmsr)/V/#W/(cm2nmsr)/V/#W/(cm2nmsr)/flatdiffuser)25025526026527028029030031032033034019.04819.14318.68318.24417.72816.66815.41214.18511.79010.60314.28912.34818.77718.

36、96018.53418.11317.58716.54815.32914.10211.75010.62214.21512.3201.01441.00971.00811.00721.00801.00731.00541.00591.00340.99821.00521.002218.48918.84418.47818.26217.90416.94215.71114.51012.10910.96414.70612.7281.02291.01101.00710.99540.98620.98030.97830.97470.97200.96790.96910.96914期 邢 進(jìn)等:空間紫外遙感光譜輻射計光譜輻亮度定標(biāo)三種方法的比較515從表3可以看出,兩種積分球定標(biāo)方法獲得的儀器輻亮度響應(yīng)度在1%以內(nèi)是相一致的;在使用同一支石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈并且照明情況相同的前提下,這兩種定標(biāo)方法的偏差主要是由于在spectralon漫反射板照度傳遞時省略了修正因子,同時假設(shè)石英鹵鎢標(biāo)準(zhǔn)燈為均勻亮度源造成的,這也是這兩種定標(biāo)方法唯一的不同之