[发明专利]一种气辉重力波多参数探测仪

说明书

本发明涉及一种气辉重力波多参数探测仪，包括外壳和设置于外壳上的光谱温度探测模块与大视场重力波成像模块；光谱温度探测模块自上而下包括光学窗口、视场光阑、消色差双胶合透镜、第一窄带干涉滤光片、镜头、第一制冷CCD传感器和第一金属支架；所述大视场重力波成像模块自上而下包括半球形光学窗口、广角镜头、第一光纤光锥、第二窄带干涉滤光片、第二光纤光锥、第二制冷CCD传感器和第二金属支架；本发明提供的气辉重力波多参数探测仪可以同时探测大气温度和气辉辐射强度，实现多参数观测。

技术领域

本发明涉及一种气辉重力波多参数探测仪，通过测量大气气辉层O₂（0-1）带的转动谱线强度来反演气辉层的大气温度，并通过探测气辉的发光强度来现对大气重力波的观测，属于中高层大气探测技术领域。

背景技术

大气科学是一门以观测为基础的学科，十分依赖观测仪器，高层大气的研究也是如此。近些年来，随着科学技术的不断进步，对潮汐波、重力波等现象进行了更加深入的研究，因此对观测仪器的研制也提出了新的挑战。

目前国际上已经提出几类用于测量中间层区域温度的仪器，其中最具有代表性一类仪器是基于光谱光度计的原理，利用光学被动遥感技术来探测气辉辐射的转动温度。如中间层顶氧气转动温度成像仪，以及它的升级版气辉光谱温度成像仪。在国内，2008年启动的“子午工程”已经建成一个具备多种观测手段的空间环境监测网络，其中的全天空成像仪或FP干涉仪，用来探测中高层大气的温度、风速及重力波等大气参数。中国科学院国家空间科学中心徐寄遥课题组建成了国际上第一个无缝隙的全天空OH气辉探测站网。

目前大气重力波的观测主要是利用大气重力波在上传过程中会对气辉辐射层产生扰动，因此，以大气气辉辐射为示踪物可以实现对大气重力波的观测。在中高层大气气辉辐射带中，位于可见光到近红外波段辐射较强的宽带OH和窄带O₂气辉层，其波段分别约为750~850nm，865±2.5nm，这两种气辉辐射都可用于对重力波活动成像观测，利用在中高层大气气辉辐射带中位于可见光到近红外波段辐射较强的宽带OH和窄带O₂气辉层对重力波成像能够直观地看出大气气辉强度在此过程中的变化。其中最具有代表性的仪器为：一种全天空大气重力波成像仪和一种采用鱼眼镜头和远心光路的全天空大气重力波成像仪。

现有的大气重力波成像仪其缺点在于，仅仅利用大气气辉强度在此过程中的变化来研究大气重力波的变化，没有结合大气温度对重力波的影响，使大气重力波的成像结果缺乏说服力。且目前的大气重力波成像仪体积较大，对环境温度要求高，不易携带，不利于野外观测。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种可以同时探测大气温度和气辉辐射强度，实现多参数观测的气辉重力波多参数探测仪。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种气辉重力波多参数探测仪，包括外壳和设置于外壳上的光谱温度探测模块与大视场重力波成像模块；所述外壳内侧底部设有光学底板，光学底板一侧设有出线口；所述光谱温度探测模块包括第一光学镜筒、光学窗口、视场光阑、消色差双胶合透镜、第一窄带干涉滤光片、镜头、第一制冷CCD传感器和第一金属支架，所述光学窗口固定在外壳顶部，所述第一金属支架固定在光学底板上，所述第一光学镜筒固定在第一金属支架上，所述视场光阑、消色差双胶合透镜、第一窄带干涉滤光片和镜头从上至下依次设置在第一光学镜筒内，所述第一制冷CCD传感器固定在第一光学镜筒底部；所述大视场重力波成像模块包括第二光学镜筒、半球形光学窗口、广角镜头、第一光纤光锥、第二窄带干涉滤光片、第二光纤光锥、第二制冷CCD传感器、第二金属支架；所述半球形光学窗口固定在外壳顶部，所述第二金属支架固定在光学底板上，所述第二光学镜筒固定在第二金属支架上，所述广角镜头、第一光纤光锥、第二窄带干涉滤光片和第二光纤光锥从上至下依次设置在第二光学镜筒内，所述第二制冷CCD传感器固定在第二光纤光锥底部。

对上述技术方案的进一步设计为：所述光谱温度探测模块还包括遮光镜筒，所述遮光镜筒位于第一光学镜筒和光学窗口之间，且固定在第一光学镜筒上方。