1.一種超微弱星光照度測(cè)量裝置,其特征在于,包括光學(xué)鏡頭(1)、分束器(2)、測(cè)量通道Ⅰ、測(cè)量通道Ⅱ和數(shù)據(jù)處理器(10);
所述光學(xué)鏡頭(1)與分束器(2)相連,所述測(cè)量通道Ⅰ和測(cè)量通道Ⅱ分別連接于分束器(2)和數(shù)據(jù)處理器(10)之間;
所述測(cè)量通道Ⅰ包括光電探測(cè)器Ⅰ(3)、前置放大器Ⅰ(4)和光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5);
所述光電探測(cè)器Ⅰ(3)與分束器(2)相連接,其后依次連接前置放大器Ⅰ(4)和光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5),光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5)與數(shù)據(jù)處理器(10)相連接;
所述測(cè)量通道Ⅱ包括單色器(6)、光電探測(cè)器Ⅱ(7)、前置放大器Ⅱ(8)、光子計(jì)數(shù)器Ⅱ(9);
所述單色器(6)與分束器(2)相連,單色器(6)后依次連接光電探測(cè)器Ⅱ(7)、前置放大器Ⅱ(8)和光子計(jì)數(shù)器Ⅱ(9),光子計(jì)數(shù)器Ⅱ(9)與數(shù)據(jù)處理器(10)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超微弱星光照度測(cè)量裝置,其特征在于,所述光學(xué)鏡頭(1)包括一光闌,光闌的通光孔為直徑D的圓通孔,該光闌通光孔的直徑D是光學(xué)鏡頭(1)的有效口徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超微弱星光照度測(cè)量裝置,其特征在于,所述光學(xué)鏡頭(1)的有效口徑D小于星光模擬器出瞳尺寸D′,視場角2β大于入射光束的發(fā)散角2α。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種超微弱星光照度測(cè)量裝置,其特征在于,所述分束器(2)光學(xué)口徑為20mm×20mm×20mm,鍍有半反半透膜層,光線入射和出射端面鍍0.4μm~0.8μm光學(xué)減反膜,單個(gè)表面透射率不低于98%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4任一所述的一種超微弱星光照度測(cè)量裝置及方法,其特征在于,所述單色器(6)光譜范圍0.4μm~0.8μm,光譜分辨率2nm±1,波長位置重復(fù)精度±1nm,NA值為0.4。
6.一種使用權(quán)利要求1-5所述測(cè)量裝置的超微弱星光照度測(cè)量方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一、入射光束經(jīng)過光學(xué)鏡頭(1)進(jìn)行光通量收集,經(jīng)過分束器(2)將入射光束分為兩路;
步驟二、入射光束一路匯聚在光電探測(cè)器Ⅰ(3)的光敏面上,進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,輸出電信號(hào);另一路進(jìn)入單色器(6)上,進(jìn)行色散分光,得到波長為λ的單色光;
步驟三、光電探測(cè)器Ⅰ(3)將輸出的電信號(hào)經(jīng)過前置放大器Ⅰ(4)進(jìn)行放大;再經(jīng)過光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5)對(duì)光子進(jìn)行高精度計(jì)數(shù),對(duì)入射光的光子數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),得到光子計(jì)數(shù)總量;
步驟四、色散分光后的單色光匯聚在光電探測(cè)器Ⅱ(7)的光敏面上,進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);光電探測(cè)器Ⅱ(7)將輸出的電信號(hào)經(jīng)過前置放大器Ⅱ(8)進(jìn)行放大;再經(jīng)過光子計(jì)數(shù)器Ⅱ(9)對(duì)光子進(jìn)行計(jì)數(shù),得到波長為λ的光子數(shù),對(duì)待測(cè)光束中的光能光譜分布進(jìn)行測(cè)量;
步驟五、對(duì)單色器(6)進(jìn)行調(diào)節(jié),則可得到不同波長的單色光,重復(fù)步驟三和步驟四;
步驟六、光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5)和光子計(jì)數(shù)器Ⅱ(9)的測(cè)量數(shù)值作為輸入數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理器(10),運(yùn)用超微弱星光照度數(shù)學(xué)模型得到光照度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超微弱星光照度測(cè)量方法,其特征在于,所述超微弱星光照度數(shù)學(xué)模型為:
其中,E—光照度;
A—暗視覺條件下單色光(波長為507nm)的絕對(duì)光譜效率值;
h—普朗克常數(shù);
c—光在真空中的速度;
M—光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5)所計(jì)數(shù)得到的光子計(jì)數(shù)總量;
S—光學(xué)鏡頭入瞳面積,指光闌通光孔的面積,具體為S=(ΠD2)/4;
ηλ—波長為λ單色光的視見函數(shù);
λ—入射光的波長;
kλ—波長為λ的光子數(shù)量在光子計(jì)數(shù)總量中所占的比例系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超微弱星光照度測(cè)量方法,其特征在于,所述kλ為光子計(jì)數(shù)器Ⅱ(9)所計(jì)數(shù)得到的波長為λ的光子數(shù)與光子計(jì)數(shù)器Ⅰ(5)所計(jì)數(shù)得到的光子計(jì)數(shù)總量之比。