[实用新型]一种宽波段大动态的太阳光度计视场角检测装置

说明书

本实用新型提供了一种宽波段大动态的太阳光度计视场角检测装置，其中：白光激光光源输出宽波段激光，光衰减模块形成对白光激光光源输出的宽波段激光的光源能量与光谱波段的调节；扩束镜包括呈虚共焦结构的输入负透镜和输出正透镜，用于对经光衰减模块调节后的激光进行扩束与准直，形成均匀光斑覆盖至待检测太阳光度计的入瞳中心；待检测太阳光度计能够随高精度电控旋转台在0‑360°范围内同步回转，并通过第二通信线连接至控制电脑，高精度电控旋转台通过驱动线连接至旋转台控制箱，旋转台控制箱通过第三通信线连接至控制电脑。本实用新型能够满足太阳光度计的小视场角检测时要求的光谱波段宽、光源准直高、辐射动态范围大、角度精度高的技术需求。

技术领域

本实用新型涉及光辐射测量装置领域，更具体地说是一种宽波段大动态的太阳光度计视场角检测装置。

背景技术

太阳光度计是一种常用的地基遥感仪器，通过布设在地面测量太阳直射辐射和天空散射辐射，获取气溶胶光学厚度、水汽含量、气溶胶粒子谱等参数，其观测数据广泛应用于气候气象、环境监测、遥感等科学领域。

由于太阳的发散角为0.52°，因此在进行直射和天空散射测量时，精确的视场角是限制杂散光及定量化应用的前提。这种小角度的视场角测量不仅要保证入射光源为准直光，而且需要保证其扫描旋转角度的准确性。另外太阳光度计一般为分立波段独立测量，因此视场角检测时应该保障光源能够覆盖太阳反射波段。由于太阳光度计分为直射光和天空光两种独立的观测通道，因此测量装置需要具覆盖至少两个量级的动态范围。

目前视场角检测方法主要有三种。常用的基于色卡的视场角检测多针对广角的相机镜头，在光源准直性和角度精确性方面无法满足太阳光度计视场角的检测需求。另一种采用积分球结合平行光管的方式，通过旋转角度得到角度变化曲线，出射辐射较小，特别是紫外波段难以和太阳紫外波段光辐射相匹配。而基于单波长激光器产生准直光的方式，虽然出射光通量较大，但是在光谱范围上难以做到全覆盖。因此，目前常用的视场角检测方式在光源准直性、辐射动态范围、光谱波段、角度精度方面难以直接适用于太阳光度计。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本实用新型提出一种宽波段大动态的太阳光度计视场角检测装置，以满足太阳光度计的小视场角检测时要求的光谱波段宽、光源准直高、辐射动态范围大、角度精度高的技术需求。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种宽波段大动态的太阳光度计视场角检测装置，其结构特点是：

包括顺着光路依次设置的白光激光光源、光衰减模块、扩束镜和待检测太阳光度计，还包括高精度电控旋转台、旋转台控制箱和控制电脑；

所述白光激光光源用于输出宽波段激光，是由激光器控制箱产生激光束，经光纤传导至激光出射头，由激光出射头向所述光衰减模块射出激光束，所述激光器控制箱通过第一通信线连接至所述控制电脑；

所述光衰减模块由顺着光路呈间隔设置的衰减片与滤光片组成，依靠所述衰减片与所述滤光片分别对应形成对所述白光激光光源输出的宽波段激光的光源能量与光谱波段的调节；

所述扩束镜包括呈虚共焦结构的输入负透镜和输出正透镜，用于对经所述光衰减模块调节后的激光进行扩束与准直，形成均匀光斑覆盖至待检测太阳光度计的入瞳中心，所述输出正透镜的焦距大于输入负透镜的焦距；

所述待检测太阳光度计由所述高精度电控旋转台支撑，能够随所述高精度电控旋转台以旋转轴轴线为回转中心在0-360°范围内同步回转，并通过第二通信线连接至所述控制电脑，所述高精度电控旋转台通过驱动线连接至旋转台控制箱，所述旋转台控制箱通过第三通信线连接至所述控制电脑。

本实用新型的结构特点也在于：

所述白光激光光源的激光工作波段覆盖320-2400nm，总平均功率在0-100mw范围内可调，总功率稳定性优于1％。