[发明专利]高精度太阳细分光谱辐照度测量方法与装置

权利要求书

1.高精度太阳细分光谱辐照度观测装置，包括有安装于二维转台上的棱镜光谱仪，所述棱镜光谱仪包括壳体，壳体外部固定有太阳跟踪器，所述太阳跟踪器电连接外部控制装置，外部控制装置根据太阳跟踪器的反馈信号控制二维转台带动棱镜光谱仪转动对准太阳，其特征在于：所述壳体一个端面开有供太阳光入射的多个信号光入光口及多个参考光入光口，壳体内设置有两个呈镜像对称的可转动的费里棱镜，及呈镜像对称的分别与费里棱镜一一配合的陷阱探测器，每个费里棱镜其反射面各自对准壳体上不同的信号光入光口，太阳光从信号光入光口入射至所述费里棱镜，被费里棱镜反射至所述陷阱探测器，一个费里棱镜及与之配合的一个陷阱探测器分别构成棱镜光谱探测单元；壳体内还设置有与两个费里棱镜光路配合的耦合望远镜，所述耦合望远镜包括镜筒及分别设置于镜筒两端的且反射面相对的二个球面反射镜，两球面反射镜之间设置有狭缝，转动费里棱镜时，所述费里棱镜的反射光入射至所述耦合望远镜一端侧壁开孔入射到其中一个球面反射镜上，反射光经过狭缝，被耦合望远镜另一端的球面反射镜依次反射后，从耦合望远镜另一端侧壁上开孔出射至另一个费里棱镜，实现两个光谱探测单元的相互定标；还包括分别与棱镜光谱探测单元一一配合的两个参考光接收单元，所述参考光接收单元包括凹面镜和与凹面镜光路配合的线阵列探测器，所述凹面镜其凹面分别对准不同的参考光入光口，太阳光从参考光入光口入射至凹面镜，被凹面镜反射至线阵列探测器，所述线阵列探测器电连接外部控制装置。

2.根据权利要求1所述的高精度太阳细分光谱辐照度观测装置，其特征在于：所述凹面镜固定于费里棱镜顶端与费里棱镜共同转动，所述参考光入光口与信号光入光口上下设置。

3.利用权利要求1所述的高精度太阳细分光谱辐照度观测装置观测高精度太阳细分光谱辐射照的方法，其特征在于：太阳跟踪器通过比较入射太阳光在空间方向的大小，反馈控制二维转台转动，使棱镜光谱仪始终对准太阳，太阳光从棱镜光谱仪壳体上的信号光入光口及参考光入光口入射至棱镜光谱仪；

使用其中一个棱镜光谱探测单元，另外一个棱镜光谱探测单元每隔一定的周期使用一次，以监测经常使用的棱镜光谱探测单元的衰变；太阳的信号光入射至所使用的棱镜光谱探测单元中的费里棱镜，费里棱镜集色散、会聚于一体，仅产生单一级次光谱，信号光经过费里棱镜前表面的色散，后表面的反射，会聚到焦平面形成连续光谱，同时参考光接收单元中凹面镜将参考光会聚至线阵列探测器，线阵列探测器读出会聚光线的位置，反馈控制正使用的费里棱镜扫描转动，正使用的费里棱镜转动时其反射的信号光的连续光谱在焦平面上移动，由陷阱探测器接收正使用的费里棱镜出射的信号光，信号光经过陷阱探测器五次反射吸收，五次反射后反射出来的光认为全部吸收了，即可以忽略，陷阱探测器测量各光谱波段的绝对光通量，根据信号光入光口面积和分光光路的透过率，计算得到太阳光光谱的绝对辐照度；关闭经常使用棱镜光谱仪的信号光入光口，打开另外一个隔一定周期后使用的费里棱镜光谱仪的信号光入光口成为正在使用的光谱仪，信号光被正使用的费里棱镜色散、会聚后，进入耦合望远镜，在耦合望远镜中被球面反射镜依次反射后，信号光的色散会聚光被引入到经常使用的费里棱镜作为单色入射光源，分别测量单色入射光未进入经常使用的费里棱镜前的光通量和经过经常正使用的费里棱镜反射后的光通量，将两者相比即得到经常使用的费里棱镜的透过率。