光谱辐射计波长定标新方法的研究小兔子拔萝卜
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1999年1O月CHINESEJOURNAL0FQUANTUMELECTR0NICSOct1999
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光谱辐射计波长定标新方法的研究
王先华张黎明乔延利
(中国科学院安徽光学精密机械研究所遥癌技术研究室合肥230031) 弋I1II
摘要在空间，野外等环境下光谱辐射计常常需要进行波长定标，通常的室内定标法无法蒲足
女人吃什么补气血其要求.为此.本文通过对稀土氧化物中氧化铒与氧化镝的光谱特性和稳定性的研究.认为它们非
常适合作为光谱辐射计波长定标参考扳的主要材料.该种参考扳的研制成功将改变现有波长定标
仅能在室内进行的限制，执而解决了不同环境要求波长定标的难题.本参考板也可作为室内波长定
标的标准.
关键词稀土氧化物.波长定标.光谱辐射计
1概述
在对目标分析过程中，研究者主要是通过研究光谱辐射计获得的目标物辐射电磁波物理量
的变化来区分不同目标物的存在【.这种辐射量变化应与一定的波段光谱位置相对应，因为不
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同目标物辐射量的差异总是体现在一定波段位置上的差异.所以说了解辐射量的变化就是了解
一
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定波段位置上辐射量的变化，否则辐射量的变化便失去了区分不同目标物意义.因此，光谱
辐射计的波长定标是一项十分基础且必不可步的工作.
作为辐射计波长定标的标准，在实验室常常使用原子发射灯，如汞灯，钠灯等嘲，这是由
于原子发射灯有其稳定和一定间隔的线状光谱，而使得光谱仪的波长定标在实验室易于准确确
定.然而这种利用原子发射灯的方法有其局限性，如在卫星上或正在野外使用时光谱仪的波长
需要再定标.
作为遥感的基础和重要组成部分的野外光谱测量，由于其恶劣条件，如强烈颠簸，使得光
谱仪的分光器件如光栅会偏离原位，从而给测量结果的现场研判以便及时纠正测量中不当操作
体温低是哪个病的前兆带来不可避免的困难.星载光谱仪飞行前都经过定标，然而，即使定标
时非常小心，仍然有各
种各样的问题影响飞行前定标的结果.定标时的环境就不同于在天上那样交替的处于日照射和
黑暗的真空之中.卫星上的温度也可能不同于定标时情况，镀有薄膜的光学元件的特性也可能
改变，因为，在空间那种真空里薄膜要放气.发射时的应力也会使光学元件的精细排列产生微
小变化；以及长期运行，机械老化造成元件相对位置的变化【.对于上述情况，常用的实验室
原子发射灯法对光谱仪的波长再定标则难以发挥作用.为寻找一种既可以用于实验室内也可以
用于实验室外其它环境波长定标的方法，我们进行了长时间摸索和研究.
作为波长定标参考板的材料，首先应有尖锐且较强烈的吸收峰，以便易于确定波长的位置
且不易为其它物质的光谱所掩盖.其次，参考板的材料应具有稳定的化学性质，以保证在较高
温度湿度和强光照射的恶劣情况下仍能保持稳定，从而满足各种条件的应用.经过比较和研
究，稀土氧化物是一种较理想的选择.
呻国强感卫基辐射控正垢项目资助.
收稿日期:I~I-2O；謦改日j朝I~3-31
第5靳王先华等光谱辐射计渡长定标新方法的研究443
2稀土氧化物的特性
在元素周期表中,58号至7l号元素称为镧系元素，我们通常称其为稀土元素，事实上稀
土元素还包括2l号的钪和39号的钇[41，由于研究的需要.本文所述的稀土元素主要是指镧系
元素.
在稀土元素中.离子的4f亚层外面还有5s.5P.电子层.由于后者的屏蔽作用，使4f亚层
受化合物中其他元素的势场影响较小，也即是稀土化合物受晶体场或配位体场的影响较小.在
化台物的光谱中，常常在400~2500rim光谱范围内表现为尖锐的吸收峰嗍，如图l和图2.
一500lGCO1511o~Fig1Reflec~anoeofGadoliniumoxideFig.2Reflectanceof Dysprosiumoxide
波长定标应具有一定间隔多个吸收峰，基于此原则.在诸多稀土氧化物中我们选择了氧化
铒和氧化镝作为波长定标的主要材料.并对三个不同厂家的上述产品进行测量，说明吸收峰位
置稳定后.进行了一系列实验.考虑到实验环境存在强烈13照.高温.
潮湿甚至水淋等影响物
质稳定的条件，我们对所选择的氧化泱和氧化镝进行了相关实验.
3氧化铒和氧化镝稳定性实验
分手祝福
3.1日照实验
野外实验通常是在晴朗的天气下进行的，因此，波长定标参考板在阳光直射下是否稳定则
是决定其是否实用的重要因素.为此从6胄12日至8胄20日进行了13照实验.整个13照实验
期间，合肥地区处于全年最高温度和最高空气湿度时期.白天空气平均温度30℃以上.常达
到35~38℃，而样品放置的水泥地面可达50℃以上.所以就温度和13照而言应是最能检验所
用材料稳定性时期.整个实验分为两个时间段，第一段是6胄l2至7月213.首先.将压制
的样品用日立UV-3410分光光度计测量半球反射率作为对比标准.在其后的时间内，每逢晴天
则将其放置在阳光直射下曝晒，由于天气的原因.这一期间共晒u天，近100小时.将曝晒的
样品再次用同样的仪器检测，结果如图3和图4所示.
检测结果表明t经过近100小时的曝晒，参考板的反射率在吸收强度上没发生明显变化,
且吸收峰光谱位置十分稳定.为此，进行了jg-阶段的实验.这次实验
