第35卷，第1期 2015年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.35,No.1.pp267-271 January，2015
空间外差于涉光谱仪仪器线型函数测量新方法研究
熊伟1，2,3，施海亮”，俞能海1,2
1.中国科学院电磁空间信息重点实验室，安徽合肥230022
2中国科学技术大学电子工程与信息科学系，安徽合肥230022 3.中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥230031
摘要空间外差干涉光谱技术是近年发展起来的新型静态超分辨光谱分光技术，仪器线型函数是其基本性能参数之一，代表广仪器的光谱分辨能力，需要精确表征。在分析仪器线型函数影响因素（切趾、有效视场角与离轴像元效应)以及测量方法与测量光源等特殊性要求基础上，提出了一种可调波长单色面光源的全新测量方法，并利用可调谐微光器与消散斑积分球等设备搭建广测量实验装置。在仪器线型函数测量实验中，通过选取光谱范围内的典型谱段进行高光谱（0.1nm步长)扫描，经过干涉数据误差修正、光谱复原以及坐标归一化等数据处理过程，获取了仪器线型函数的能量分布形式。此外，利用全光谱范围内扫描的干涉数据，得到仪器线型函数的全峰半宽随波长的变化规律曲线。最后，将本方法获取的实测仪器线型函数与模拟光谱(LBL计算)进行卷积获取理论谱，并与地基探测实验获取的实测大气CO：吸收光谱进行比对分析，
两者吻合一致，验证了本方法获取的仪器线型函数具有较高的精度。关键词空间外差光谱技术；仪器线型函数；可调谐激光；全峰半宽
中图分类号：0433
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2015 )01-0267-05
研究中针对空间外差干涉光谱仪的分光原理，首先对 ILS的影响因素进行了分析，利用可调谐激光器与消散斑积分球等设备，提出了一种全新的精细ILS测量方法，开展了
空间外差十涉光谱仪是近年来得以迅速发展起来的新型超分辨静态干涉分光技术，美国威斯康辛大学、加拿大宇航局以及中科院安光所等单位均已开展了此方面的研究[1-3]，并将该技术成功应用于大气遥感以及天文观测等领域。由于该技术的超分辨光谱及高光通量的技术特点，使得其在大气限量气体(CO2，CH4，OH等)的精细谱线探测及高精度定量反演方面具有明显的技术优势，目前已成功发射了大气 OH自由基的探测载荷羟间空间外差成像仪（spatialhetero-dyne imager of mesospheric radical , SHIMMER )[.5] , 且正在开展基于该技术的大气温室气体探测载荷的研制工作7
对于高精度大气痕量气体的反演，主要制约因素包含三方面：大气辐射传输计算、仪器模型以及反演算法，其中仪器模型中最重要的参数就是该仪器的线型函数（instrument lineshape，ILS），决定了人射辐射经仪器后最终所呈现的光谱形式，代表了仪器光谱分辨率以及谱线能量分布。因此精确获取空间外差干涉光谱仪的ILS，对于精确模拟理论光
谱(正演)以及定量反演具有重要意义[8,9]。收稿日期：2013-12-22，修订日期：2014-03-26
基金项目：国家自然科学基金项目(41301373)资助
全谱段精细光谱扫描试验获取广比S的函数表达式以及全峰半宽（FWHM)分布规律，最后利用空间外差干涉光谱仪的
地基实测吸收光谱数据对试验结果进行了验证。 1实验部分
空间外差干涉光谱仪采用两个衍射光栅代替了Michel-son干涉仪中的两个平面反射镜，以空间调制的方式产生两相干光束，通过改变两出射光束的波面夹角来获得光程差实现十涉。仪器线型函数就是用接近于秋拉克函数的单色光(线宽可以忽略)入射仪器后，所得到谱线的分布函数，对于空间外差十涉光谱仪而盲，仪器线型函数的影响因素主要包括：有限光程差与切趾函数；有限视场角；离轴像元效应等。 1.1有限光程差与切趾函数
对于波数为的单色光，其光谱可以用秋拉克函数表示为
作者简介：熊伟，1975年生，中国科学院电磁空间信息重点实验室在站博士后
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