[发明专利]一种266nm泵浦的相关光子自校准太阳光谱辐照度仪

说明书

本发明公开了一种266nm泵浦的相关光子自校准太阳光谱辐照度仪，在自校准模式下，通过内置新型的相关光子自校准辐射定标光源，自校准光路和太阳观测光路一体化的设计，获得相关光子光源的绝对光谱光子数率，实现对太阳观测光路模拟探测器的绝对光谱功率响应度定标；在太阳观测模式下，对365nm~976nm波段范围的太阳绝对光谱辐照度进行测量，通过自校准模式获取的定标系数对太阳观测通道观测结果进行修正。本发明从相关光子方法定标单光子探测器量子效率的基本原理角度出发，通过两种不同辐射量级动态范围的传递，实现了可见光至近红外波段太阳光谱辐照度高精度观测，解决了太阳观测仪器在空间平台量值溯源的这一科学问题。

技术领域

本发明涉及气候变化、环境监测、光学遥感技术领域，尤其涉及一种266nm泵浦的相关光子自校准太阳光谱辐照度仪。

背景技术

长期、稳定和多任务衔接的卫星观测，是揭示全球气候和环境演变方向与程度的主要科学数据来源。过去 30 年空间遥感和数值模型的研究结果表明，太阳反射谱段绝对辐射测量达到并保持 0.05% - 1%的不确定度，是确认气候参量长周期和趋势性规律的基本要求。面对超高精度辐射测量这一技术挑战，国际公认技术途径是建立空间平台辐射基准，通过交叉定标实现业务载荷在轨统一溯源至国际单位（SI）。

太阳是地球辐射收支平衡的主要能量来源，太阳总照度、太阳光谱照度监测对于理解太阳物理，预测气候变化提供了必要的依据。我国2002年搭载在神舟三号上的太阳总辐照度测量仪，与美国同期测量数据的一致性优于0.2%。太阳反射波段包含了大气透过窗口、海水透过和植物光合作用波段，开展分谱段太阳连续观测对全球气候变化、辐射收支平衡、全球初级生产力等研究具有特殊的重要价值，我国目前尚缺乏分谱段太阳连续观测体制的有效载荷。欧空局2008年发射的SOLSPEC载荷搭载在SOLAR-ISS空间站上，持续10年对中紫外到红外波段（165nm~3088nm）的太阳光谱辐照度进行长期辐射观测，获得了高精度高稳定的空间太阳光谱辐照度数据，为地球遥感、气候监测提供科学准确的数据集。

相对于国外先进的太阳辐射观测载荷，采用相关光子工作体制的主要优势体现在：（1）相关光子光源具有时间和空间相互关联、天然的宽光谱和绝对量值可复现等技术特点，适合空间平台；（2）自校准和辐射观测一体化设计，突破太阳光谱绝对测量仪光电系统衰变的周期性校正关键技术，提高在轨太阳光谱观测数据的可溯源性和准确度。解决相关光子光源的制备和量值传递、泵浦杂散光抑制、相关光子高精度高效率耦合、空间单光子探测器紫外抗辐照和封装加固工艺、自校准和辐射观测一体化设计以及太阳光谱辐照度观测和反演等关键技术。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种266nm泵浦的相关光子自校准太阳光谱辐照度仪。

本发明是通过以下技术方案实现的：