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题名地基双波段非对称空间外差测风干涉仪设计
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作者
崔勇
高亮
江伦
王锦疆
裴惠熠
方远翔
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机构
长春理工大学光电工程学院
深圳鹏程实验室
长春理工大学空地激光通信技术国防基础科学重点实验室
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出处
《应用光学》
北大核心
2025年第3期571-579,共9页
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基金
吉林省重点研发计划项目“星载中高层大气风场探测仪研制”(20230201006GX)。
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文摘
根据中高层大气风场探测需求,设计了一款可对557.7 nm氧原子绿线气辉及630.0 nm氧原子红线气辉同时进行探测的非对称空间外差测风干涉仪,探测范围为90 km~300 km。为实现对双波段的探测,根据干涉条纹调制度与最优光程差的关系,选择对双波段兼容的光程差。通过对扩视场棱镜的顶角及材料进行设计和选择,提高了干涉仪的视场范围。为减少热偏差对测风精度的影响,推导了热偏差与垫片材料、垫片厚度、干涉仪偏置量的关系式,并通过该式计算出相应的参数。此外,采用一种中阶梯光栅作为反射光栅,实现双波段同时探测。根据地基探测的需要,设计了前置镜组及后置镜组。最后对整体系统进行仿真并获取模拟条纹图,验证系统是否满足双波段探测需要。仿真结果表明:干涉仪的干涉模块在557.7 nm气辉波段的光程差的热偏差为3.22×10^(-6) mm/℃,相位热漂移为0.03 rad/℃;630 nm气辉波段的光程差的热偏差为9.45×10^(-7) mm/℃,相位热漂移为0.009 42 rad/℃,证明了该系统相较于早期的设计降低了热偏差对测量精度的影响,满足90 km~300 km测风要求。
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关键词
中高层大气
风速测量
非对称空间外差
干涉仪
光学设计
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Keywords
upper middle atmosphere
wind speed measurement
asymmetric spatial heterody
interferometer
optical design
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分类号
TN202
[电子电信—物理电子学]
TH744
[机械工程—光学工程]
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