本文介绍了红外感知技术在“向上看”的深空探测与“向下看”的对地观测两大领域的发展脉络和前沿挑战。在深空探测方面,以詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope, JWST)为代表,该技术正通过超大口径、甚长波段和超低...本文介绍了红外感知技术在“向上看”的深空探测与“向下看”的对地观测两大领域的发展脉络和前沿挑战。在深空探测方面,以詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope, JWST)为代表,该技术正通过超大口径、甚长波段和超低温制冷等手段,不断逼近观测的物理极限,并致力于揭示宇宙早期的历史奥秘。阐述了对地观测领域不同时期搭载于各类卫星的红外探测载荷的主要发展过程及其代表性和特色。红外对地观测技术从过去宽幅下的低空间分辨率和少量波段,向着空谱大范围下的时-空-谱-辐分辨率提升迈进。大口径低背景光学、长波长高灵敏度探测器、片上智能感知、大数据孪生系统等新型技术,以及通导遥一体的“即时遥感”和商业航天的大规模发展,将助力构建“红外数字地球”底座,增强人类对地球多圈层异常事件以及各种复杂循环过程演变的实时认知和精准预测,推动红外对地观测技术走向大众化应用。展开更多
为了探索在固体表面制作周期微结构的快速、低成本的新方法,并了解表面周期微结构对激光诱导击穿光谱(LIBS)信号增强的物理机制,本文利用200目的球形铜粉在聚氯乙烯片上压印出半球形表面周期微结构,再利用电镀方法制作出复制有该微结构...为了探索在固体表面制作周期微结构的快速、低成本的新方法,并了解表面周期微结构对激光诱导击穿光谱(LIBS)信号增强的物理机制,本文利用200目的球形铜粉在聚氯乙烯片上压印出半球形表面周期微结构,再利用电镀方法制作出复制有该微结构的镍板.通过对比观测光滑表面镍板和带有半球形表面周期微结构的镍板不同的LIBS信号增强效果、测量其等离子体的温度和电子密度变化,分析得出样品被照射表面积的增大是半球形表面周期微结构引起LIBS信号增强的主要原因.与具有一定深度的圆柱形表面周期微结构的实验现象和信号增强机制进行对比分析,表明微结构的深度有助于获得更好的信号增强效果,为后续的微结构参数设计提供了有益的参考.最后应用表面增强LIBS技术分析了水中的铅元素.结果表明,当前条件下,带有半球形表面周期微结构的镍板与光滑表面的镍板相比,基于Pb I 405.78 nm分析线,铅的分析灵敏度可改善约23倍,重复测量时信号强度的可重复性也获得了一定程度的改善.展开更多
为了满足对磁分析器质量色散能力的要求,本文提出了一种非对称、斜入射设计的高色散(质量色散系数K约为6)离子光学方案。根据包括边缘场效应的一阶离子光学理论,并采用数值计算方法,本文研究了90°偏转扇形均匀磁场中关键参数(例如...为了满足对磁分析器质量色散能力的要求,本文提出了一种非对称、斜入射设计的高色散(质量色散系数K约为6)离子光学方案。根据包括边缘场效应的一阶离子光学理论,并采用数值计算方法,本文研究了90°偏转扇形均匀磁场中关键参数(例如归一化像距L_(2)、出射角ε_(2)、双聚焦像距L_(a)以及色散系数K)与初始条件(例如归一化物距L_(1)、入射角ε_(1))的定量关系。为了验证该理论的效果,使用CST Studio Suite软件进行离子轨迹仿真。结果表明,理论计算与仿真高度一致,在优化参数区间(L_(1)为1.2~1.4, ε_(1)为26°~29°)内,能够实现K≈6的质量色散。本文结合理论与仿真,为紧凑型、高性能磁分析器的设计提供了可靠参数和理论支持。展开更多
文摘本文介绍了红外感知技术在“向上看”的深空探测与“向下看”的对地观测两大领域的发展脉络和前沿挑战。在深空探测方面,以詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope, JWST)为代表,该技术正通过超大口径、甚长波段和超低温制冷等手段,不断逼近观测的物理极限,并致力于揭示宇宙早期的历史奥秘。阐述了对地观测领域不同时期搭载于各类卫星的红外探测载荷的主要发展过程及其代表性和特色。红外对地观测技术从过去宽幅下的低空间分辨率和少量波段,向着空谱大范围下的时-空-谱-辐分辨率提升迈进。大口径低背景光学、长波长高灵敏度探测器、片上智能感知、大数据孪生系统等新型技术,以及通导遥一体的“即时遥感”和商业航天的大规模发展,将助力构建“红外数字地球”底座,增强人类对地球多圈层异常事件以及各种复杂循环过程演变的实时认知和精准预测,推动红外对地观测技术走向大众化应用。
文摘为了探索在固体表面制作周期微结构的快速、低成本的新方法,并了解表面周期微结构对激光诱导击穿光谱(LIBS)信号增强的物理机制,本文利用200目的球形铜粉在聚氯乙烯片上压印出半球形表面周期微结构,再利用电镀方法制作出复制有该微结构的镍板.通过对比观测光滑表面镍板和带有半球形表面周期微结构的镍板不同的LIBS信号增强效果、测量其等离子体的温度和电子密度变化,分析得出样品被照射表面积的增大是半球形表面周期微结构引起LIBS信号增强的主要原因.与具有一定深度的圆柱形表面周期微结构的实验现象和信号增强机制进行对比分析,表明微结构的深度有助于获得更好的信号增强效果,为后续的微结构参数设计提供了有益的参考.最后应用表面增强LIBS技术分析了水中的铅元素.结果表明,当前条件下,带有半球形表面周期微结构的镍板与光滑表面的镍板相比,基于Pb I 405.78 nm分析线,铅的分析灵敏度可改善约23倍,重复测量时信号强度的可重复性也获得了一定程度的改善.
文摘为了满足对磁分析器质量色散能力的要求,本文提出了一种非对称、斜入射设计的高色散(质量色散系数K约为6)离子光学方案。根据包括边缘场效应的一阶离子光学理论,并采用数值计算方法,本文研究了90°偏转扇形均匀磁场中关键参数(例如归一化像距L_(2)、出射角ε_(2)、双聚焦像距L_(a)以及色散系数K)与初始条件(例如归一化物距L_(1)、入射角ε_(1))的定量关系。为了验证该理论的效果,使用CST Studio Suite软件进行离子轨迹仿真。结果表明,理论计算与仿真高度一致,在优化参数区间(L_(1)为1.2~1.4, ε_(1)为26°~29°)内,能够实现K≈6的质量色散。本文结合理论与仿真,为紧凑型、高性能磁分析器的设计提供了可靠参数和理论支持。
