维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第５期 ２００７年５月 光电工程 Ｏｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３４，Ｎｏ。５ Ｍａｙ，２００７ 文章编号：１００３—５０１Ｘ（２００７）０５—００８４—０５ 空间外差光谱技术实验研究 叶 松，方勇华，洪 津，乔延利，熊 伟 （中国科学院安徽光学精密机械研究所遥感研究室，安徽合肥２３００３ １） 摘要：空间外差光谱技术是一种可实现超光谱分辨率的新型光谱分析技术，该技术综合光栅与ＦＴＳ技术于一体。 介绍了空间外差光谱仪基本原理以及系统光学结构，并对其性能进行了分析讨论。以实验室搭台的方式建立了空 间外差光谱仪原理试验装置；经检测，装置在５９１ｎｍ波段的光谱分辨能力达１７７００，光谱范围为１７ｎｍ。在原理 试验装置上进行了激光、连续光谱、Ｈｇ双线和Ｎａ双线光源的空间外差光谱实验。实验结果显示了空间外差光谱 技术在超高光谱分辨率探测的能力。 关键词：光谱技术；空间外差：傅里叶变换光谱 中图分类号：ＴＰ７３１ 文献标识码：Ａ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ＹＥ Ｓｏｎｇ，ＦＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ｈｕａ，ＨＯＮＧ Ｊｉｎ，ＱＩＡＯ Ｙａｎ—ｌｉ，ＸＩＯＮＧ Ｗ ｉ （ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＬａｂ．，ＡｎｈｕｉＩｓｔｎｉｔｕｔｅ ｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ， ｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＨＳ）ｉｓ ａ ｎｅｗ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｈｉｃｈ ｃａｌｌ ｏｂｔａｉｎ ｈｉｇｈ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｉｔ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｇｒａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｏｕｒｉｅｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴＳ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ＳＨＳ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＳＨＳ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｅｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ＳＨＳ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ １ ７７００ ａｔ ５９ １ ｎｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒａｎｇｅ ｉｓ １ ７ｎｍ．Ｓｐｅｃｔｒａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＳＨＳ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｌｓｅｒａ， ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｏｕｒｓｅ，Ｈｇ ｌａｍｐ ａｎｄ Ｎａ ｌｍｐ．Ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉａｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｉｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；Ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ；Ｆｏｕｒｉｅｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ 引 言 空间外差光谱技术（Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ—ＳＨＳ）是２０世纪７０年代提出概念到９０年代因技 术条件的进步而快速发展起来，并希望在今后几年内得到初步应用的一种新型可实现超光谱分辨率的光谱 分析技术。空间外差光谱仪采用两个衍射光栅代替传统Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪中两个平面反射镜，经过光栅色 散的两束反射光在空间上形成干涉，干涉条纹的空间频率为波数的函数，干涉条纹由二维面阵ＣＣＤ探测 器记录下来，干涉图经傅里叶变换后最终获取光谱。与Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪相比空间外差光谱仪有其自身的 优点：系统无扫描部件，能同时获取所有光谱组元在不同位置的干涉图，保证了信号的一致性；比传统的 Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪更容易获得高光谱分辨率；光通量大，光通量是传统色散型光谱仪的几百倍；此外，还具 有体积小、低能耗等优点。 收稿日期：２００６－０５一ｔＯｌ收到修改稿日期：２００７－０２－０７ 基金项目：８６３计划资助项目（２００６ＡＡＩ２ＺＩ３１）。国家自然科学基金（６０６７８０５６） 作者简介：叶松（１９７９一），男（汉族），广西横县人，博士生，主要研究方向为高光谱遥感技术。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｙｅ＠ａｉｏｆｍ ａｃ ｃｎ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年５月 叶松等：空间外差光谱技术实验研究 ８５ 自１９９１年美国Ｈａｒｌａｎｄｅｒｌｌ，２，３，４１建立首台空间外差光谱实验室样机后，立即获得美海军、ＮＡＳＡ等单位 的重视，在星际暗物质探测［５，６，７１和中高层大气羟基光化学过程研究中首获支持。其３０８ｎｍ的科学试验样机， 第一代中层大气羟基空间外差成像仪ＳＨＩＭＭＥＲｔＳｌ（Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ＩＭａｇｅｒ ｆｏｒ ＭＥｓｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｒａｄｉｃａｌｓ）已于 ２００２年８月进行了航天飞机试验。第二代集成化ＳＨＩＭＭＥＲ计划于２００６年７月和２００６年９分别搭载空间 试验计划卫星（ＳＴＰＳａｔ－１）和中层大气冰物理卫星（ＡＩＭ）升空 ｊ。加拿大发展的水汽空间外差光谱仪（ＳＨＯＷ）¨ＵＪ 计划于２００６年４月完成样机。美国于２００４年在麦迪逊Ｐｉｎｅ Ｂｌｕｆｆ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ天文台进行ＰＢＯ－ＳＨＳｔｎｉ天文 望远镜平台研制，主要用于北美星云暗物质探测。 中国科学院安徽光机所于２００５年开始进行了空间外差光谱技术研究，目前已完成可见光波段的实验台 原理试验装置研究，获得了超高分辨空间外差光谱。 １ 光学结构及原理 空间外差光谱仪的光学系统原理如图ｌ所示，系统 中利用两个衍射光栅Ｇｌ和Ｇ２代替了传统迈克尔逊干涉 仪中两个平面反射镜。光束经透镜Ｌｌ准直后入射到分 束器上，分束器将入射光分为强度相等的两束相干光： 一束经分束器反射后入射到光栅Ｇｌ上，并经光栅Ｇｌ衍 射后返回分束器；另一束透过分束器入射到光栅Ｇ２上， 经光栅Ｇ２衍射后反射回到分束器上。两光栅的ｍ级衍 射光再次相遇并发生干涉，形成干涉条纹。光学成像系 统Ｌ２、Ｌ３将干涉条纹成像在面阵探测器Ｉ上。 空间外差光谱仪中，光栅固定，与光轴正交面成 Ｌｉｔｔｒｏｗ角（ 倾斜放置。轴向光以０角入射到光栅上，某 一波数的光以０角原方向衍射回来，此波数称为Ｌｉｔｔｒｏｗ 图ｌ 空间外差光谱仪原理图 波数。Ｌｉｔｔｒｏｗ波数的光经光栅衍射后的两出射波面都与 Ｆｉｇ．Ｉ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｔｈｅ ｂａｓｉｃ ＳＨＳ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ 光轴垂直，位相差为零，干涉条纹空间频率为零。非 Ｌｉｔｔｒｏｗ波数的光经光栅衍射返回，传播方向与光轴有一小的夹角士），。某一单色的非Ｌｉｔｔｒｏｗ波数的两波面 将有一夹角２），，中心光程差为零，两端光程差最大。不同频率的光从光栅出射时的波面与光轴的夹角），由 光栅方程决定： ｔｒ（ｓｉｎ０＋ｓｉｎ（０一 ））＝ｍ／ｄ （１） 式中Ｄ为入射光波数，ｍ为衍射级（一般取 ＝１），１／ｄ为光栅刻线密度。任意波数ｏ００光束与Ｌｉｔｔｒｏｗ波数 ｔＹ０的光束出射角相差角度），，两光栅出射光波面相差角度为２），，故波数为ａ的两束光干涉空间频率为： 厂＝２ｏ－ｓｉｎ ＝４（ 一 ０）ｔａｎ０ （２） 当入射光为 （０’时，所得到的干涉图为： （ ）＝Ｉ 。Ｂ（ｆ）（１＋ｃｏｓ（２ｎ（４（ｏ＂一ｃｒｏ）ｘ ｔａｎ ）））ｄｃｒ （３） 通过对干涉图 进行傅里叶变换可以恢复入射光的光谱 （０’。由（３）式获得的光谱是（ 一 ）的一个函数 Ｂ（ａ＝ａ０），确切的说，干涉图经傅里叶变换恢复的光谱应该为Ｄ社△ ，其中△Ｄ为光谱范围。 ２仪器性能 空间外差光谱仪的设计决定了光谱分辨能力、光谱分辨率极限、光谱范围等性能。下面从理论上对仪 器的性能进行分析。 、 与传统的ＦＴＳ一样，空间外差光谱仪的分辨能力取决于两干涉光束的光程差，由图ｌ可以计算得到干 涉图采样的最大光程差为 维普资讯 http://www.cqvip.com 光电工程 △Ｕ＝２Ｗｓｉｎ０ 第３４卷第５期 （４） 式中 为光栅宽度 由采样定理，空间外差光谱仪的光谱分辨极限 １ Ｄ —１ ２Ａ—Ｕ —４Ｗｓ—ｉｎ ０ （５） 则仪器的光谱分辨能力为 Ｒ＝ｏｒ／ ＝４Ｗｅｔｓｉｎ０ （６） 从上式可以看出，空间外差光谱仪的分辨能力取决于光栅的分辨能力，它等于两光栅分辨能力的总和。 光谱范围△硼Ｕ与干涉图采样点的数目有关 Ａｃｔ＝６￣Ｎ／２ （７） Ⅳ为探测器的像元数，（７）式表明空间外差光谱仪的光谱范围取决于ＣＣＤ探测器的像元数 空间外差光谱仪的光谱分辨率以及光谱范围可以通过改变光栅、探测器、成像系统的参数进行调节。 在探测器的像元数确定的情况下，系统的光谱分辨率与光谱范围是相互制约的，也就是说，光谱分辨率越 高光谱范围就越窄，因此，通常空间外差光谱仪为了获取超分辨光谱，光谱范围都会很窄，例如美国的 ＳＨＩＭＭＥＲ［８１系统在３０８ｎｍ的光谱分辨率达到了０．００５８ｎｍ，然而光谱范围只有２．３ｎｍ，该系统是空间外差 成像光谱技术成功应用的一个例子，它主要应用于大气ＯＨ基遥感探测。图２为ＳＨＩＭＭＥＲ结构图，系统 由望远镜系统、干涉仪、成像系统以及ＣＣＤ探测器等部分组成。ＳＨＩＭＭＥＲ的核心部分是干涉仪组件，入 射光在干涉仪中形成特定空间频率的干涉信息，并最终由ＣＣＤ探测器记录下来。 （ａ）光学结构图 （ｂ）实物图 图２ ＳＨＩＭＭＥＲ结构图 Ｆｉｇ，２ Ｆｒａｍｅｓ ｏｆＳＨＩＭＭＥＲ ３实验研究 通过实验室搭台的方式建立空间外差光谱仪原理试验装置，进行实验研究。实验台ＳＨＳ原理试验装置 如图３所示，系统采用１０２４ｘ １０２４面阵ＣＣＤ探测器作为干涉图的采集系统；衍射光栅的Ｌｉｔｔｒｏｗ波长为 ５９１ｎｍ，刻线密度为６００Ｌ／ｍｍ，光栅的实际使用口径为ｌ５ｍｍ。通过理论计算可以得到系统光谱分能力与 光谱范围的理论值，系统光谱分辨能力约为ｌ８０００，光谱范围为ｌ６．８ｎｍ。 图４为采用激光获取的空间外差干涉光谱图，激光实验结果表明单色光的干涉结果为一余弦周期函数。 图５为连续复色光谱获取的空间外差干涉光谱图，在干涉图上，复色光源的干涉光谱信息基本集中在中间 的零光程差附近。 通过典型双线光谱的空间外差光谱实验对系统的光谱分辨率及光谱范围进行检测，实验采用Ｎａ双线 （５８９．０ｎｍ，５８９．６ｎｍ）与ｔｔｇ双线（５７７ｎｍ，５７９ｎｍ）光谱光源进行实验。图６为Ｎａ灯双线光源的空间外差干涉 光谱实验结果，左图为实验获取的Ｎａ灯光谱二维干涉图，右图为傅里叶变换光谱。在光谱中的两个峰值 分别对应于Ｎａ光谱的５８９，６ｒｉｍ、５８９．０ｒｉｍ，在横坐标上的位置分别为６６、８４。通过计算获得系统的光谱分 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年５月 叶松等：空间外差光谱技术实验研究 ８７ 图３ 空间外差光谱仪原理试验装置 图４激光空间外差光谱 图５连续光谱空间外差光谱 Ｆｉｇ ３ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｉｇ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ Ｆｉｇ．４ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆｌａｓｅｒ Ｆｉｇ ５ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｐｅｃｔｒｕｍ 辨率达到０．０３３ｎｍ，分辨能力约为１７７００，光谱范围为１７ｎｍ。图７为Ｈｇ灯双线光源的空ｆｎｑ￣ｌ＂差干涉光谱 实验结果，在光谱中的两个峰值分别对应于Ｈｇ光谱的５７９ｎｍ、５７７ｎｍ，在横坐标上的位置分别为３６１、４２１， 计算结果系统光谱分辨率也为０．０３３ｎｍ，分辨能力为１７７００，光谱范围为１７ｎｍ，与Ｎａ光谱实验结果一致。 双线实验对系统光谱分辨能力与光谱范围的检测结果与理论结果基本相同，系统在５９１ｎｍ波段的光谱 分辨率达到了０．０３３ｎｍ，这表明了空间外差光谱技术在超高光谱分辨率探测应用上是可行的。 ０ ２００ ４００ ６００ （５９１ ｎｍ） ｏ（ｓｐｅｃｔｕｒｍ．ｐｉｘｅ１） 图６ Ｎａ光谱空间外差光谱实验 图７ Ｈｇ光谱空间外差光谱实验 Ｆｉｇ ６ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ Ｎａ ｌａｍｐ Ｆｉｇ ７ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｇ ｌａｍｐ ４结 论 空间外差光谱技术作为一种新型的光谱分析技术，它综合了光栅与ＦＴＳ干涉仪技术于一体，同时具有 了干涉仪的高通量和光栅空间衍射特点，可以获得极高的光谱分辨率。从原理分析以及实验结果来看，空 ｆｑｎ９１，差光谱技术可以获得高分辨率光谱，在超高光谱分辨率的探测应用上有巨大的潜力。由于空间外差光 谱技术与传统干涉技术的差别，因此其数据处理方式也不能简单的采用传统的处理方法，以及仪器各个元 器件的误差对干涉信息都会带来一定的影响，如何进行有效的信息处理将是一个新的研究工作。 参考文献： 【ｌ】Ｆ．Ｌ．Ｒｏｅｓｌｅｒ，Ｊ，Ｈａｒｌａｎｄｅｒ Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｔ ａｎｙ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｃａｎｎｉｎｇ［Ｊ］ ＳＰＩＥ，ｌ９９０，１３１８：２３４—２４３ ［２】Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ．Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｔ ａｎｙ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｗｉｔｈｏ－ｕｔ ｓｃａｎｉｎｇ［Ｄ］．ＵＳＡ： Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ－Ｍａｄｉｓｏｎ，１ ９９ １． 【３】 Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ，Ｆ．Ｌ．Ｒｏｅｓｌｅｒ，ｅｔ ａ１．Ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｆｉｅｌｄ—ｗｉｄｅｎｅｄ， ｍｕｌｔｉｐｌｅ—ｏｒｄｅｒ，ａｎｄ ｖａｃｕｕｍ ｕｌ￣ａｖｉｏｌｅｔ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＳＰＩＥ，１９９２，１７４３：４８—５９． 【４】Ｂ．Ｗ．Ｓｍｉｔｈ，Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ．Ｉｍａｇｉｎｇ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ［Ｊ］．ＳＰＩＥ，１９９９，３６９８：９２５—９３１． ［５】Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，Ｆ．Ｌ．Ｒｏｅｓｌｅｒ．Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｇｒｏｕｎｄ－ｂａｓｅｄ ａｎｄ ｓｐａｃｅ 维普资讯 http://www.cqvip.com 光电工程 第３４卷第５期 ａｓｔｒｏｎｏｍｙ［Ｊ］．ＳＰＩＥ，ｌ９９０，１２３５：６２２—６３３． 【６】Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，ＥＬ．Ｒｏｅｓｌｅｒ，Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ，ｅｔ ａ１． Ａ ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｉｆｅｌｄ－ｗｉｄｅｎｅｄ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉ。ｇａｔｉｏｎｓ ａｔ ｈｌｉｈｇ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｕｓｅ ｆａｒ－ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ １５４８－Ａ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｔｅｌｌｒａ ｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．ＳＰＩＥ，１９９３， ２ｏ０６：ｌ３９－１４８． 【７】Ｓ．Ｗａｔｃｈｏｒｎ，Ｆ．Ｌ．Ｒｏｅｓｌｅ，Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｏｆｒ ＶＵＶ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｔｅｌｌａｒ ｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．ＳＰＩＥ，２００ １，４４９８：２８４－２９５． 【８ Ｊ．８】Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，ＥＬ．Ｒｏｅｓｌｅｒ，Ｊ．ＧＣａｒｄｏｎ，ｅｔ ａ１．ＳＨＩＭＭＥＲ：ａ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｏｆｒ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ Ｅａｒｔｈ’ｓ ｍｉｄｄｌｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ［Ｊ］．ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，２００２，４ｌ（７）：１３４３—１３５２． 【９】Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，ＥＬ．Ｒｏｅｓｌｅｒ，Ｃ．Ｒ．Ｅｎｇｌｅｒｔ，ｅｔ ａ１．Ｒｏｂｕｓｔ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｏｆｒ ｔｈｅ ＳＨＩＭＭＥＲ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｏｎ ＳＴＰＳａｔ－ｌ【１ Ｊ】．ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，２００３，４２（１５）：２８２９—２８３４． 【ｌ０】Ｙｕｎｌｏｎｇ Ｌｉｎ，Ｇｏｒｄｏｎ Ｓｈｅｐｈｅｒｄ，Ｂｒａｉｎ Ｓｏｌｈｅｉｍ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｓｐａｔｉａｌ Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ ｏｆＷａｔｅｒ（ＳＨＯＷ）Ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｉｔｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ａ］．ＩＴＳＣ－ＸＩＶ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ【Ｃ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ：【ｓｎ］，２００５． 【１ １】Ｅ．Ｊ．Ｍｉｅｒｋｉｅｗｉｃｚ，ＥＬ．Ｒｏｅｓｌｅｒ，Ｊ．Ｈａｒｌａｎｄｅｒ，ｅｔ ａ１．Ｆｉｒｓｔ ｌｉｇｈｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａ ｎｅａｒ－ＵＶ ｓｐａｔｉａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ｏｆｒ ｉｎｔｅｒｓｔｅｌｌａｒｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊ］．ＳＰＩＥ，２００４，５４９２：７５１—７６６． （＿ｔ＿ｇｇ ２２页） 参考文献： 【ｌ】吴新宇，陈拥军，张华达，等．大视场激光探测与告警技术【Ｊ】．光电工程，２００４，７（３１）：５－７ ＷＵ Ｘｉｎ－ｙｕ， ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇ￣ｕｎ，ＺＨＡＮＧ Ｈｕａ－ｄａ，ｅｔ ａ１．Ｌａｒｇｅ ｆｉｅｌｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ【Ｊ】．Ｏｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００４，７（３ １）：５－７． 【２】 郑玉臣，ＰｅｔｅｒＶｏｅｌｇｅｒ．激光雷达回波信号的蒙特卡罗模拟研究：Ｉ均匀薄雾的多重散射强度分布【Ｊ】．光散射学报，２００１， ｌ３（２）：７０—７７． Ａｎｄｒｅｗ Ｙ Ｓ．ＣＨＥＮＧ，Ｐｅｔｅｒ ＶＯＥＬＧＥＲ．Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＩＤＡＲ Ｒｅｔｕｍ Ｓｉｇｎａｌｓ Ｉ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ ｒｆｏｍ Ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ Ｈａｚｅ【Ｊ】．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ，２００ １，ｌ３（２）：７０—７７． 【３】 Ｔｈｏｍａｓ ＷＲＩＥＤＴ．Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｔ Ｍａｔｒｉｘ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔ ＳｃａＲｅｆｉｎｇ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｓ ｂｙ Ｎｏｎ－ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ： Ｓｕｐｅｒｅｌｌｉｐｓｏｉｄｓ ａｎｄ Ｒｅａｌｉｓｔｉｃａｌｌｙ Ｓｈａｐｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ【Ｊ】．Ｐａｒｔ．Ｐａｒｔ．Ｓｙｓｔ．Ｃｈａｒａｃｔ，２００２，１９：２５６—２６８． 【４】 ＧＭＩＥ．Ａｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅ ｏｐｔｉｃｓ ｏｆｔｕｒｂｉｄｍｅｄｉａ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｃｏｌｌｏｉｄａｌｍｅｔａｌｌｉｃ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ【Ｊ】．Ａｎｎ．ｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，１９０８，２５（４）： ３７７－４４５． 【５】 Ｋｕａｎ Ｅ ＲＥＮ，Ｇｒｅｈａｎ．ＧＯＵＥＡＢＥＴ．Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ．Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｌｏｒｅｎｚ－Ｍｉｅ Ｔｈｅｏｒｙ：Ｆａｓｔｅｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｓ ｏｆｂｅａｍ．ｓｈａｐｅ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔｓ，ｇ ｎ ｍ【Ｊ】．Ｐａｒｔ．Ｓｙｓｔ．Ｃｈａｒａｃｔ，１９９２，９：１４４—１５０． 【６】 徐飞，顾松山，陈玉林，等．用Ｔ矩阵方法计算超椭球粒子的电磁散射特性【Ｊ】．南京气象学院学报，２００５，２８（６）：８１５—８２０． ＸＵ Ｆｅｉ，ＧＵＯ Ｙｏｎｇ－ｊｕｎ．ＣＨＥＮ Ｙｕ－ｌｉｎ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｏｆＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆＨｙｐｅｒｅｌｌｉｐｓｏｉｄｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｔ－ｍａｔｒｉｘ Ｍｅｔｈｏｄ 【Ｊ】．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＮａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２００５，２８（６）：８１５—８２０． 【７】 王小东，吴健，邱荣，等．ＭＩＥ散射系数的改进算法【Ｊ】．光电工程，２００６，３３（３）：２４—２７． ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ，ＷＵ Ｊｉａｎ，ＱＩＵ Ｒｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＭＩＥ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ【Ｊ】．Ｏｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３３（３）：２４—２７． 【８】 Ｌ． ＤＡＶＩＳ．Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｂｅａｍ【Ｊ】．Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ａ，１９７９，ｌ９（３）：Ｉｌ７７－ｌｌ７９． 【９】 Ｒｉｃｈａｒｄ Ａ．Ｍｉｇｌｉａｃｉｏ．Ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｌａｓｅｒ ｌｏｃａｔｉｏｎ【Ｚ】．ＡＩＬ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｌｎｃ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：２００３．１７２９－１９９５． 【ｌ０】 Ｊｅａｎ－Ｐｈｉｌｉｐｐｅ Ｃｈｅｖａｉｌｌｉｅｒ，Ｊｅｅｎ Ｆａｂｒｅ，Ｐａｔｒｉｃｅ Ｈａｍｅｌｉｎ．Ｆｏｒｗａｒｄ ｓｃａｔｔｅｒｅｄ ｌｉｈｇｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ ｂｙ ａ ｓｐｈｅｒｅ ｌｏｃａｔｅｄ ａｎｙｗｈｅｒｅ ｉｎ ａ Ｇａｕｓｓ］ａｎ ｂｅａｍ【Ｊ】．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，１９８６，２５（７）：１２２２—１２２５． Ｊｅａｎ－Ｐｉｅｒｒｅ ＣＡＲＩＯＵ．Ｏｆｆ－ａｘｉｓ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｕｌｓｅｄ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍｓ：ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ【Ｊ】． ＳＰＩＥ，２００３，５０８６：ｌ３０－ｌ３２．