JP2019530876A - 複数のスペクトル測定バンドを有する分光光度装置 - Google Patents
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Abstract
Description
衛星を地球の周りの軌道に配置し、衛星が測定領域上を飛行するようにするステップ2と、
望遠鏡の指向方向を測定領域に向けるステップ3と、
望遠鏡の指向方向を測定領域に向けた状態を維持しながら、分光光度計の検出器を作動させ、検出器の画素からの読み出し信号を捕捉し、これらの読み出し信号は、分光光度計を通り、スリットと1対1で光学的に関連付けられた検出器の光電面内の幾何学的バンド内で個々に、スペクトル測定バンドの1つにおける測定領域から生じる放射のスペクトル強度分布を提供するステップ4。
15 任意の偏光スクランブラ
16 任意の偏向ミラー
PE 望遠鏡10の入射瞳
PS 望遠鏡10の射出瞳
17 入射瞳PEに配置された瞳マスク
18 任意のフィールドマスク
19 射出瞳PSに配置された任意のビーム分割部品
周知の方法で、望遠鏡10は、指向方向DPにおいて、入射口Eから非常に離れて位置するシーンの中間像を形成してもよい。そして、この中間像は、望遠鏡10の中間焦点面PIにおいて、図示されたタイプの望遠鏡における一次ミラー11と二次ミラー12との間に配置される。
望遠鏡10の入射瞳の寸法:約40×26mm2
スリット41〜44の各々の寸法:約0.05mm×1.30mm、検出方向D2に沿う幾何学的バンドB1〜B4の各々について約100ピクセルの幅を生成する
回折格子24の寸法:約80mm×54mm
回折格子24の線密度:1ミリメートルあたり60.39本、以下の回折次数を生成:バンドB1について40、バンドB2について19、バンドB3について15、およびバンドB4について18
回折格子24のブレーズ角:67.30°
回折格子24への放射の入射角:70.30°
近リトロー構成の分光光度計20の焦点距離:243nm
アレイ検出器26のサイズ:1000×1000ピクセル
検出方向D1に沿う幾何学的バンドB1〜B4の各々の長さ:約1000ピクセル
瞳分離プリズム31〜34の頂角:幾何学的バンドB1を生成するプリズム31について20.41°、幾何学的バンドB2を生成するプリズム32について6.82°、幾何学的バンドB3を生成するプリズム33について6.66°、および幾何学的バンドB4を生成するプリズム34について18.63°、検出方向D2に沿って、2つの隣接する幾何学的バンドB1〜B4の間に約150ピクセルの間隔を生成する。
Claims (12)
- 複数のスペクトル測定バンドを有する分光光度装置(100)であって、
入射瞳(PE)と、出力焦点面(PF)とを有する望遠鏡(10)であって、前記入射瞳を通って前記望遠鏡に入射する放射を前記出力焦点面に集束させるように適合された前記望遠鏡(10)と、
前記望遠鏡(10)の前記出力焦点面(PF)上に重ね合わされる入射口を有する分光光度計(20)であって、スペクトル拡散部品(24)と、前記分光光度計の前記入射口と光学的に共役であるアレイ検出器(26)と、を含み、前記検出器は、前記スペクトル拡散部品によって生成されるスペクトル拡散の方向に平行な第1の検出方向(D1)に延在し、第1の検出方向に垂直な第2の検出方向(D2)にも延在する光電面を有する前記分光光度計(20)と、を備え、
前記分光光度装置(100)は、さらに、
前記望遠鏡(10)の前記入射瞳(PE)に配置され、前記スペクトル測定バンドに対しそれぞれ専用の独立したサブ瞳を形成する複数の開口(O1〜O4)を有する瞳マスク(17)と、
瞳分離プリズム(31〜34)であって、前記瞳分離プリズムすべてにおいて共通のプリズム偏向方向(X)に対応する前記サブ瞳を通る放射の部分を各瞳分離プリズムが偏向させるように前記開口(O1〜O4)に対して1対1で配置され、他のすべての瞳分離プリズムのプリズム偏向振幅と異なるプリズム偏向振幅を有し、前記第2の検出方向(D2)が、前記望遠鏡および前記分光光度計を通る前記プリズム偏向方向に光学的に対応するように、前記分光光度計(20)が前記瞳分離プリズムに対して配向される、前記瞳分離プリズム(31〜34)と、
可能な限り湾曲した複数のスリット(41〜44)であって、前記スリットの長手方向が前記望遠鏡(10)を通る前記プリズム変更方向(X)に光学的に対応するように前記分光光度計(20)の前記入射口に配置され、それぞれが、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)の1つと、前記瞳分離プリズム(31〜34)の1つとを通って、前記望遠鏡を通る、前記望遠鏡の指向方向(DP)から生ずる前記放射のそれぞれの部分を受光するように、前記スリットが互いにオフセットされる、前記スリット(41〜44)と、
それぞれが前記スペクトル測定バンドの1つを決定するフィルタの第1のセット(27)であって、前記第1のセットのフィルタは、前記検出器(26)の前記光電面の前に配置され、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)の1つを通り前記望遠鏡(10)に入射する前記放射の部分を用いて前記分光光度計(20)により形成される、前記スリット(41〜44)の1つのみの像上に前記第2の検出方向に沿って重ね合わされる検出開口内で、前記第1のセットのフィルタのそれぞれが有効であり、それぞれのフィルタの前記検出開口は第1の検出方向(D1)に延在する、前記フィルタの第1のセット(27)と、を備える、分光光度装置。 - 前記スペクトル測定バンドへの1対1の対応をも有する少なくとも1つのフィルタの第2のセットであって、同一のスペクトルバンドに対応する前記第1のセットのフィルタおよび各前記第2のセットのフィルタが、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)の1つのみを通り前記望遠鏡(10)に入射する前記放射の同一の部分により横断されるように、前記瞳分離プリズム(31〜34)に、または、前記分光光度計の前記入射口と前記スペクトル拡散部品(24)との間の前記分光光度計(20)の内側に配置される、前記フィルタの第2のセットをさらに備える請求項1に記載の装置。
- 前記望遠鏡(10)の前記出力焦点面(PF)または望遠鏡の中間像面(PI)に近接して配置される少なくとも1つのフィールドマスクをさらに備え、各フィールドマスクは、前記スリット(41〜44)に対応するか、または前記スリットに重ね合わせられた像を有する開口を有し、前記像は、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)を通り前記望遠鏡に入射する前記放射を用いて、前記フィールドマスクと前記望遠鏡の前記出力焦点面との間に構成される前記望遠鏡の一部によって形成される、請求項1または2に記載の装置。
- 前記スリット(41〜44)に対して1対1で配置され、前記スリットから到来するすべての放射部分のそれぞれが前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)の1つを通って前記望遠鏡に入射した後に前記放射部分を、前記スペクトル拡散部品上で互いに重ね合わせるように適合された、瞳位置合わせプリズムと呼ばれる追加のプリズムセット(41〜44)をさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記スペクトル拡散部品(24)は回折格子であり、前記分光光度計は、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)を通って前記望遠鏡に入射した前記放射が前記回折格子によって反射されるように配置される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記望遠鏡内の前記放射の伝播方向に対して前記望遠鏡(10)の前記入射瞳(PE)の上流に配置された偏光スクランブラ(15)をさらに備え、前記偏光スクランブラは、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)の1つを通る前記放射の各部分において異なる偏光を混合するのに適している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 瞳マスク(17)内の少なくともN個の開口(O1〜O4)、N個の瞳分離プリズム(31〜34)、N個のスリット(41〜44)およびN個のフィルタを備え、N個のスペクトルバンドにおける同時分光光度測定を可能にし、Nは2以上12以下の整数、好ましくは4以上8以下の整数である、請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記瞳マスク(17)は、追加の開口(O5)を有し、前記装置(100)は、結像システム(60)と、前記望遠鏡(10)の射出瞳(PS)内に配置されたビーム分割部品(19)とをさらに含み、前記ビーム分割部品は、前記瞳マスク(17)の前記開口(O1〜O4)を通って前記望遠鏡に入射した放射の部分が前記スリット(41〜44)の方向に伝送されると同時に、前記瞳マスクの前記追加の開口を通って前記望遠鏡に入射した放射の追加の部分が前記結像システムに伝送されるように適合される、請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
- 地球の大気中の測定領域内に存在する化学成分を測定する方法であって、
請求項1から8のいずれか1項に記載の複数のスペクトル測定バンドを有する分光光度装置(100)を、衛星(S)に搭載するステップ1と、
前記衛星(S)を地球(T)の周りの軌道に配置し、前記衛星が前記測定領域上を飛行するようにするステップ2と、
前記望遠鏡(10)の前記指向方向(DP)を前記測定領域に向けるステップ3と、
前記望遠鏡(10)の前記指向方向(DP)を前記測定領域に向けた状態を維持しながら、前記分光光度計(20)の前記検出器(26)を作動させ、前記検出器の画素からの読み出し信号を捕捉し、前記読み出し信号は、前記分光光度計(20)を通り、前記スリット(41〜44)と1対1で光学的に関連付けられた前記検出器の光電面内の幾何学的バンド(B1〜B4)内で個々に、前記スペクトル測定バンドの1つにおける前記測定領域から生じる前記放射のスペクトル強度分布を提供するステップ4と、を含む方法。 - 前記衛星(S)は、前記望遠鏡(10)の前記指向方向(DP)が、ステップ4の間、前記衛星の天底方向に重ね合わされるように配向される、請求項9に記載の方法。
- 前記衛星(S)は、前記プリズム偏向方向(X)が、ステップ4の間、前記出力焦点面(PF)において前記望遠鏡(10)によって形成される前記測定領域の像の進行方向に垂直であるように配向される、請求項9または10に記載の方法。
- 装置(100)の前記スペクトル測定バンドの少なくとも1つが、二酸化炭素またはエーロゾル化合物などの少なくとも1つのガス状炭素化合物の吸収線を含む、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。
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