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月球空间天气探测与研究进展
1
作者 罗冰显 张贤国 +23 位作者 孙天然 白先勇 韦飞 林瑞淋 李磊 张珅毅 孔令高 王馨悦 谢良海 彭松武 唐斌斌 张颖洁 徐秋予 冷双 冯鹏远 苏杨 甘为群 封莉 田晖 陈林杰 颜毅华 宋永亮 刘四清 邓元勇 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期159-168,共10页
稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间... 稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间天气监测站的构想,明确了监测站具体科学目标,并介绍了监测站三大系统构成及相互关系,包括监测系统、科学研究系统以及建模与预报系统。建立月球空间天气监测站对研究太阳爆发活动、日地月耦合关系以及月球局地环境的变化具有重要的科学意义,也有利于促进月球空间天气建模和预报技术的发展,提升未来月球科研探索任务空间环境保障能力。 展开更多
关键词 月球空间天气 月球空间天气探测和研究 月球空间天气监测站 月球空间天气预报
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空间液晶双折射滤光器精密温度控制技术研究
2
作者 商益 林佳本 +6 位作者 邓元勇 郑晓刚 朱晓明 白阳 佟立越 胡兴 王丙祥 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期80-89,共10页
液晶型双折射滤光器采用低压驱动器件、移除旋转电机等技术使滤光器的光、机、电结构大大简化,成为深空太阳磁场观测任务中的首选技术方案.滤光器中光学元件的折射率对温度变化非常敏感,为了确保滤光器的透过带在0.1Å范围内稳定,... 液晶型双折射滤光器采用低压驱动器件、移除旋转电机等技术使滤光器的光、机、电结构大大简化,成为深空太阳磁场观测任务中的首选技术方案.滤光器中光学元件的折射率对温度变化非常敏感,为了确保滤光器的透过带在0.1Å范围内稳定,满足太阳磁场、速度场测量的高灵敏度要求,需要保证滤光器光学腔体内的温度稳定在±0.005℃以内.由于可供选择的宇航级模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)分辨率较低,直接使用无法满足高精度测量的要求,将测温区间分段并设计使用多级放大、低通滤波电路和宇航级ADC的方案,实现了-20-100℃的大范围温度信号采集和38-46℃目标温度段内0.0002℃的高分辨率温度采集;再以热电制冷器(ThermoElectric Cooler,TEC)作为热控元件,使用增量式PI(Proportional Integral)控制算法,实现了精密温度控制,在真空试验中,系统温控精度优于±0.005℃.上述研究工作不但能够为地面液晶双折射滤光器提供精密温度控制系统,而且也为深空太阳磁场、速度场测量提供了一种可行的技术方案. 展开更多
关键词 太阳:磁场 空间飞行器:仪器 方法:温度控制 深空
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太阳塔高分辨率光谱观测系统研制与实验教学应用
3
作者 张记成 孙英姿 +10 位作者 张文昭 高健 邓元勇 王东光 张洋 王刚 王晓帆 王建 王丙祥 侯俊峰 陈洁 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第6期132-142,共11页
该文以推进实测天文课程教学改革与提升天文实验教学质量为目标,对太阳塔硬件基础设施进行重新设计与系统优化,研制了一套太阳塔高分辨率光谱观测系统。该系统满足太阳光球、色球层特征谱线的高分辨观测需求,可达到研究太阳黑子和耀斑... 该文以推进实测天文课程教学改革与提升天文实验教学质量为目标,对太阳塔硬件基础设施进行重新设计与系统优化,研制了一套太阳塔高分辨率光谱观测系统。该系统满足太阳光球、色球层特征谱线的高分辨观测需求,可达到研究太阳黑子和耀斑特性的观测精度。开放式的光路设计与模块化实验平台有助于学生将光学理论与天文实践相结合。文章设计“定标汞灯的光谱拍摄与谱线证认”和“太阳高分辨率光谱拍摄与谱线证认”两个实操型创新实验,从多重视角增进学生开展有关太阳科研的兴趣。实验将实践教学与科学研究充分结合,有效推动了天文实验类课程的教学改革。 展开更多
关键词 太阳塔 高分辨率光谱观测 实验创新 教学改革
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基于神经网络的天文台址长期白日视宁度变化估算
4
作者 胡兴 杨尚斌 +3 位作者 邓元勇 林佳本 包星明 王全 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期79-86,共8页
视宁度好坏是影响天文观测图像质量的一个决定性因素,目前白日视宁度数据主要是通过太阳差分像运动视宁度检测仪(Solar Differential Image Motion Monitor,SDIMM)或者谱比法获得.由于SDIMM和实际观测所用仪器不同,其测得的视宁度无法... 视宁度好坏是影响天文观测图像质量的一个决定性因素,目前白日视宁度数据主要是通过太阳差分像运动视宁度检测仪(Solar Differential Image Motion Monitor,SDIMM)或者谱比法获得.由于SDIMM和实际观测所用仪器不同,其测得的视宁度无法反映数据获取时刻的实际视宁度情况,也无法回溯历史既有观测数据对应的大气视宁度.而使用谱比法需要海量短曝光数据,计算成本巨大.基于以上天文观测面临的困难,提出了一种基于神经网络的白日视宁度估算方法,该方法首先对获得的短曝光数据使用谱比法计算对应的视宁度r_(0),构建数据集;然后采用主成分分析的方法对数据进行降维,通过神经网络建立起窄带滤光器太阳光球观测图像和视宁度之间的非线性回归关系,训练集和测试集实验的结果表明该方法可以用于估算视宁度.使用该方法对怀柔观测基地2020年的视宁度进行估算,视宁度中值为2.89 cm,对1989年到2010年连续22 yr的历史观测数据进行长周期的视宁度统计分析,结果表明怀柔基地发布的历史数据对应的视宁度中值在3 cm左右,40%以上数据对应的视宁度超过3 cm,一年中9月份的视宁度最好,该结果验证了怀柔基地视宁度的长期稳定性.此外,该方法也可以从视宁度r_(0)的快速判断出发,为采集到的高质量短曝光图像甄选提供判断依据. 展开更多
关键词 湍流:视宁度 方法:数据分析 方法:神经网络
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月基紫外-光学-红外天文观测站点选取方法研究
5
作者 王汇娟 姜晓军 +9 位作者 邓元勇 邹永廖 徐琳 王磊 谢海闻 支挥 王佳琪 白先勇 田晖 蒋凝 《空间科学与试验学报》 CSCD 2024年第1期33-39,共7页
月面独特的位置和环境优势,为天文观测提供了难得的机会。目前包括中国、美国、欧洲航天局、俄罗斯、日本、印度等在内的多个国家和机构都在大力开展月球探测。对于开展多种科学研究的月球探测计划,站点的选取需综合考虑各项科学的需求... 月面独特的位置和环境优势,为天文观测提供了难得的机会。目前包括中国、美国、欧洲航天局、俄罗斯、日本、印度等在内的多个国家和机构都在大力开展月球探测。对于开展多种科学研究的月球探测计划,站点的选取需综合考虑各项科学的需求。本文主要介绍开展月基紫外-光学-红外天文观测对观测站点的需求,并针对该需求提出了评估某个候选站址是否满足天文观测需求的定量化分析方法。该方法适用于全月面范围内任意指定点的选址分析,将为规划中的国际月球科研站等月球探测计划的建设提供参考和支撑。 展开更多
关键词 月基天文观测 月基紫外-光学-红外天文观测 国际月球科研站
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AIMS:探索中远红外太阳物理研究的新机遇
6
作者 邓元勇 王东光 包星明 《青海科技》 2023年第3期17-22,30,共7页
红外波段蕴含丰富的天文科学研究机遇,但长期以来受限于红外探测技术瓶颈,我国的红外天文观测发展不尽如人意。“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(AIMS)是国家基金委支持的重大科研仪器研制(部门推荐)项目,旨在突破太阳磁场测... 红外波段蕴含丰富的天文科学研究机遇,但长期以来受限于红外探测技术瓶颈,我国的红外天文观测发展不尽如人意。“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(AIMS)是国家基金委支持的重大科研仪器研制(部门推荐)项目,旨在突破太阳磁场测量百年历史中的瓶颈问题,将矢量磁场测量精度提高一个量级,实现太阳物理观测的突破,确保我国在国际实测太阳物理领域的先进地位。同时,AIMS也是国际上第一台专用于中远红外太阳观测的设备,希望能利用AIMS探索广阔的红外区域可能的科学研究新机遇。文章简要介绍了AIMS的科学目标、项目概况以及建设进展。 展开更多
关键词 太阳 太阳磁场 磁场精确测量 中红外
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太阳极紫外光谱探测的历史与展望 被引量：2
7
作者 白先勇 田晖 +7 位作者 邓元勇 陈亚杰 侯振永 杨子浩 张志勇 段帷 李文显 郭思璠 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期406-422,共17页
围绕国际一流科学目标,发展顶级探测设备是中国太阳物理位列国际先进行列的立足点。70多年的空间太阳探测历程中,极紫外波段探测发挥了极其重要的作用,极紫外观测设备也几乎成为了太阳探测卫星的必备载荷之一。中国在极紫外探测,尤其是... 围绕国际一流科学目标,发展顶级探测设备是中国太阳物理位列国际先进行列的立足点。70多年的空间太阳探测历程中,极紫外波段探测发挥了极其重要的作用,极紫外观测设备也几乎成为了太阳探测卫星的必备载荷之一。中国在极紫外探测,尤其是光谱探测方面的基础非常薄弱,导致相关科学研究几乎全部依赖国外数据,从而严重制约了中国太阳物理学科的发展。本文根据太阳极紫外探测的特点,系统分析了国外光谱探测的历史、现状以及未来发展趋势,并归纳了三类主要探测方式,即全日面积分光谱探测、低速光谱成像探测、快速光谱成像探测的当前水平,包括其技术方案及取得的部分科学成果。在此基础上,提出中国太阳极紫外光谱探测“三步走”的发展思路,并对每一步的科学目标、指标需求和候选探测方案提出建议。同时,展望了在太阳极紫外成像探测方面开展创新性尝试的思路。 展开更多
关键词 太阳 日冕 极紫外 空间探测 光谱仪
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可调谐液晶双折射滤光器的原位定标方法(特邀) 被引量：1
8
作者 侯俊峰 孙英姿 +4 位作者 林佳本 张洋 王东光 邓元勇 张志勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期94-103,共10页
为了降低向列液晶调制器的相位延迟漂移影响以提高可调谐液晶双折射滤光器的透过轮廓和谱线定位精度,提出了一种基于傅里叶分析的非线性拟合原位定标方法。该方法从偏振干涉理论出发,利用傅里叶分析获得双折射滤光器每一级的相位偏移量... 为了降低向列液晶调制器的相位延迟漂移影响以提高可调谐液晶双折射滤光器的透过轮廓和谱线定位精度,提出了一种基于傅里叶分析的非线性拟合原位定标方法。该方法从偏振干涉理论出发,利用傅里叶分析获得双折射滤光器每一级的相位偏移量;然后建立相位偏移量与向列液晶调制器相位延迟漂移量的函数模型,最终采用非线性拟合法获得相位延迟漂移量,从而实现双折射滤光器的原位定标。误差分析和实验研究表明,该方法对滤光器的晶体参数以及前置滤光片的误差依赖较弱;测量方法简单便捷,一次测量即可完成定标;相位延迟漂移量的定标精度优于5°,对应双折射滤光器(带宽0.01 nm)的线心漂移量小于0.0003 nm。 展开更多
关键词 太阳望远镜 双折射滤光器 向列液晶调制器 相位延迟 原位定标
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宽波段傅里叶变换太阳光谱仪等光程差采样系统设计
9
作者 朱晓明 白先勇 +7 位作者 林佳本 段帷 邓元勇 冯志伟 张志勇 杨潇 郭思璠 白阳 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期11-20,共10页
太阳成像光谱探测是诊断太阳大气磁场和热力学参数的主要手段.傅里叶变换太阳光谱仪(Fourier Transform Solar Spectrometer, FTSS)具有宽波段的优势,是当前中红外高分辨率太阳光谱探测的最佳选择.FTSS通过采集目标辐射等光程差干涉图,... 太阳成像光谱探测是诊断太阳大气磁场和热力学参数的主要手段.傅里叶变换太阳光谱仪(Fourier Transform Solar Spectrometer, FTSS)具有宽波段的优势,是当前中红外高分辨率太阳光谱探测的最佳选择.FTSS通过采集目标辐射等光程差干涉图,反演获得光谱图,等光程差采样的间隔决定了反演光谱波长范围.因此从FTSS宽波段光谱观测对不同等光程差采样间隔需求出发,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)技术,采用全数字分频、倍频方案,设计了一套宽波段FTSS等光程差采样系统.采用分布式余数补偿方法,有效解决了在参考激光干涉信号倍频过程中,输出采样信号在输出信号周期间误差累积问题,并降低了输出采样信号的误差及非均匀性;经功能仿真及实验测试,系统在200 Hz–50 kHz频率范围内,频率误差δ <0.04%,可有效满足FTSS的300 nm–25μm宽波段的光谱观测数据采集需求,为后续可见和红外波段FTSS的研制奠定了技术基础. 展开更多
关键词 太阳:磁场 技术:傅里叶变换光谱仪 数字分频 数字倍频
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空间太阳物理学科发展战略研究 被引量：4
10
作者 颜毅华 邓元勇 +3 位作者 甘为群 丁明德 田晖 朱小帅 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期199-211,共13页
太阳物理学是研究太阳上发生的物理过程及其对行星际空间环境影响的学科。太阳是人类唯一可以进行细致探测的恒星,也是天然的多尺度过程并存的等离子体实验室,同时,太阳活动直接影响日地空间环境和人类地球家园的宜居性,剧烈的太阳活动... 太阳物理学是研究太阳上发生的物理过程及其对行星际空间环境影响的学科。太阳是人类唯一可以进行细致探测的恒星,也是天然的多尺度过程并存的等离子体实验室,同时,太阳活动直接影响日地空间环境和人类地球家园的宜居性,剧烈的太阳活动如耀斑和日冕物质抛射还会影响人类的航天航空、通信导航、电网等高技术活动与设施。因此对太阳物理的研究不仅是理解浩瀚宇宙的基石,也是理解日地联系和行星宜居性的基础,同时还是国家在航天和空间安全领域的战略需求。21世纪以来,随着卫星探测技术发展,太阳物理学进入了全新的发展阶段。本文梳理了近年来太阳物理学在空间探测中的发展态势,凝练中国太阳物理学未来空间探测发展的重点领域,优化学科布局,推进太阳物理的高质量发展。 展开更多
关键词 太阳物理 空间探测 发展动态 战略规划
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基于FPGA的空间太阳磁像仪自校正稳像系统研制
11
作者 白阳 林佳本 +1 位作者 王东光 邓元勇 《天文学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期42-50,共9页
太阳磁像仪是开展太阳磁场观测研究的核心仪器,其中的稳像系统是空间太阳磁像仪的关键技术之一,针对深空探测卫星系统对载荷重量、尺寸限制严苛的要求,设计了基于图像自校正方法的稳像观测系统.介绍了一套基于现场可编程门阵列(Field-Pr... 太阳磁像仪是开展太阳磁场观测研究的核心仪器,其中的稳像系统是空间太阳磁像仪的关键技术之一,针对深空探测卫星系统对载荷重量、尺寸限制严苛的要求,设计了基于图像自校正方法的稳像观测系统.介绍了一套基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)和数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP),通过基于自相关算法的高精度稳像方法设计,并结合精确偏振调制、准确交替采样控制等系统软硬件设计,克服由于卫星平台抖动、指向误差等因素造成的图像模糊,实现实时相关、校正、深积分的稳像观测系统.针对像素尺寸为1 K×1 K、帧频为20 fps的CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)探测器,实现了1像元以内的实时稳像观测精度.在完成实验室测试后, 2021年6月18日在国家天文台怀柔太阳观测基地35 cm太阳磁场望远镜上开展了实测验证,结果表明该系统能够有效地完成太阳磁像仪自校正稳像观测,获得了更高分辨率的太阳磁场数据.稳像系统的成功研制不仅可以为深空太阳磁像仪的研制提供轻量化、高可靠的精密稳像观测技术方案,也可以为地面太阳磁像仪提供不依赖于操作系统的便捷观测系统. 展开更多
关键词 太阳:磁场 太阳:光球 空间飞行器:仪器 技术:图像处理
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太阳磁场探测现状与展望 被引量：9
12
作者 邓元勇 甘为群 +4 位作者 颜毅华 杨尚斌 白先勇 侯俊峰 陈洁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期222-228,共7页
磁场是当今太阳物理最重要的观测量,与太阳磁场观测研究相关的科学问题是当今太阳物理、日地物理的前沿和热点。文中简要回顾了太阳磁场观测的发展历程、现状以及面临的困难,并结合国内在太阳磁场观测研究中取得的成就,探讨了国内在未... 磁场是当今太阳物理最重要的观测量,与太阳磁场观测研究相关的科学问题是当今太阳物理、日地物理的前沿和热点。文中简要回顾了太阳磁场观测的发展历程、现状以及面临的困难,并结合国内在太阳磁场观测研究中取得的成就,探讨了国内在未来的竞争中可能的突破口。基于空间探测的优势,笔者认为深空探测将在有关太阳磁场的重大科学难题的突破方面发挥决定性作用。 展开更多
关键词 太阳 太阳磁活动 太阳磁场测量 空间探测
原文传递
太阳宁静区的高分辨率像复原 被引量：4
13
作者 邓元勇 艾国祥 +3 位作者 张斌 仇朴章 邱耀辉 刘忠 《天文学报》 CSCD 北大核心 1994年第4期380-386,共7页
本文介绍在怀柔６０ｃｍ多通道太阳望远镜上运用斑点干涉像复原方法所取得的一些初步结果。对用短曝光方法（曝光时间不大于１０毫秒）获得的一系列“冻结”大气后的目标像用斑点干涉像复原方法进行处理，即可获得消除了地球大气影响的... 本文介绍在怀柔６０ｃｍ多通道太阳望远镜上运用斑点干涉像复原方法所取得的一些初步结果。对用短曝光方法（曝光时间不大于１０毫秒）获得的一系列“冻结”大气后的目标像用斑点干涉像复原方法进行处理，即可获得消除了地球大气影响的目标复原像，斑点掩模法（Ｓｐｅｃｋｌｅ－Ｍａｓｋｉｎｇ）即为斑点干涉像复原方法的一种，我们用它对日面中心的宁静区米粒进行处理，复原出了分辨率不劣于０．″５的白光米粒像。 展开更多
关键词 太阳物理 小尺度结构 高分辨观测 像复原
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高质量消色差波片的研制 被引量：2
14
作者 邓元勇 艾国祥 王敬山 《天体物理学报》 CSCD 1993年第3期283-290,共8页
本文概述了高质量消色差波片(水晶+MgF_2)的设计原理,晶体材料的光学质量检查,延迟量的误差控制以及波片胶合等方面的问题.
关键词 太阳物理 滤光器 消色差波片 质量
原文传递
太阳强磁区的精细结构形态
15
作者 邓元勇 汪景琇 艾国祥 《天文学进展》 CSCD 北大核心 1995年第4期335-342,共8页
作者希望通过对国内外太阳物理学家多年来在太阳磁场精细结构方面的研究成果的回顾，探讨立足现有和将有的仪器设备，可能和应该从事的高分辨太阳磁场的研究工作。为突出重点，侧重评述1000G以上的强磁场精细结构特征及与之相关的亮度... 作者希望通过对国内外太阳物理学家多年来在太阳磁场精细结构方面的研究成果的回顾，探讨立足现有和将有的仪器设备，可能和应该从事的高分辨太阳磁场的研究工作。为突出重点，侧重评述1000G以上的强磁场精细结构特征及与之相关的亮度特征的精细结构。现有的研究成果已经表明：磁场精细结构与亮度精细结构之间存在着某些目前还不十分明确的关系，而这种关系对小尺度磁场的研究有着重要意义，因此探索这种内分关系将是今后工作的一个重要方向。 展开更多
关键词 太阳 磁场 强磁场 精细结构 结构形态
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Evans滤光器视场的亮度不均匀性
16
作者 邓元勇 艾国祥 王敬山 《天文学报》 CSCD 北大核心 1993年第1期38-44,共7页
本文在分析双折射Evans型滤光器(split element filter)积分透过率性质的基础上,着重分析了Evans滤光器在视场中存在的光量分布不均匀的视场缺陷,并提出了可调波长Evans滤光器透过带线心位置的调节方法.
关键词 Evans滤光器 视场 亮度 均匀性
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几种波片位相延迟测量方法的比较 被引量：23
17
作者 张志勇 邓元勇 +2 位作者 王东光 孙英姿 玄伟佳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1678-1685,共8页
建立了用于波片位相延迟测量的高精度多功能测试系统,实现了在同一测试系统上应用不同的测试方法,使测试具有可比性。对光谱扫描法、Soleil补偿器法及两种光强法进行了比较测量,并结合测试结果对各种方法进行了系统的误差分析。分析结... 建立了用于波片位相延迟测量的高精度多功能测试系统,实现了在同一测试系统上应用不同的测试方法,使测试具有可比性。对光谱扫描法、Soleil补偿器法及两种光强法进行了比较测量,并结合测试结果对各种方法进行了系统的误差分析。分析结果表明,对本测试系统而言,光谱扫描法适于测量λ/2波片,测量精度主要由单色仪的精度所决定,其误差<0.032%;Soleil补偿器法测量精度主要由Soleil补偿器精度决定,其误差<0.18%;光强法误差与待测波片的延迟量有关,且测试光路与偏振器的缺陷对测量精度影响较大。光谱扫描法与Soleil补偿器法测量λ/2波片的结果在误差范围内相符,光强法测量结果产生较大差异的原因来自光路、偏振器及方法本身的缺陷。实验结果为不同条件下选择最佳测量方法提供了参考依据。 展开更多
关键词 应用光学 波片 位相延迟 误差分析
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基于CUDA的矩阵乘法和FFT性能测试 被引量：33
18
作者 肖江 胡柯良 邓元勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期7-10,共4页
针对NVIDIA公司的CUDA技术用Geforce8800GT在Visual Studio2008环境下进行测试,从程序运行时间比较判断CUBLAS库、CUDA内核程序、CUDA驱动API、C循环程序与Intel MKL库以及FFTW库与CUFFT库运行响应的差异。测试结果表明,在大规模矩阵乘... 针对NVIDIA公司的CUDA技术用Geforce8800GT在Visual Studio2008环境下进行测试,从程序运行时间比较判断CUBLAS库、CUDA内核程序、CUDA驱动API、C循环程序与Intel MKL库以及FFTW库与CUFFT库运行响应的差异。测试结果表明,在大规模矩阵乘法和快速傅里叶变换的应用方面,相对于CPU,利用GPU运算性能可提高25倍以上。 展开更多
关键词 矩阵乘法 快速傅里叶变换 并行计算 GPU通用计算
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斯托克斯椭偏仪的非线性最小二乘拟合偏振定标 被引量：17
19
作者 侯俊峰 王东光 +2 位作者 邓元勇 张志勇 孙英姿 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1915-1922,共8页
由于传统的斯托克斯椭偏仪定标方法中入射光源的偏振效应、定标单元中光学元件的制造与装调误差都会降低仪器矩阵的定标精度,从而影响偏振态的测量精度,本文提出了基于非线性最小二乘拟合算法的仪器矩阵偏振定标方法.该方法将描述定标... 由于传统的斯托克斯椭偏仪定标方法中入射光源的偏振效应、定标单元中光学元件的制造与装调误差都会降低仪器矩阵的定标精度,从而影响偏振态的测量精度,本文提出了基于非线性最小二乘拟合算法的仪器矩阵偏振定标方法.该方法将描述定标单元的参量和仪器矩阵的所有矩阵元一起作为未知参数,根据偏振光学传输理论建立探测光强与未知参数的函数关系式；然后,基于非线性最小二乘拟合方法拟合实际探测光强随定标单元方位角的变化曲线,进而得到斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵.实验中使用该方法和传统方法在500～700 nm波段分别定标了KD＊P型斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵.结果显示,新方法在500～600 nm波段获得的斯托克斯参数的总均方根（RMS）偏差为1.6％,较传统定标方法提高约0.5％；波长大于600 nm时,由于系统信噪比降低使得新方法的测量精度降为2.4％,但仍然远高于传统方法的测量精度.结果表明,提出的方法简单易行,适用于各种斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵定标. 展开更多
关键词 太阳望远镜 斯托克斯椭偏仪 偏振定标 非线性最小二乘拟合 仪器矩阵
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双折射滤光器的误差分析与性能优化 被引量：8
20
作者 玄伟佳 王东光 +3 位作者 邓元勇 苏江涛 张志勇 孙英姿 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期52-59,共8页
由于双折射滤光器型太阳磁场望远镜中滤光器的研制质量直接影响透过带,进而影响太阳磁场的测量,本文对影响双折射滤光器透过带漂移的各种误差因素进行了分析。通过计算机编程,完全模拟了光线轨迹,精确分析了多种误差项对双折射滤光器透... 由于双折射滤光器型太阳磁场望远镜中滤光器的研制质量直接影响透过带,进而影响太阳磁场的测量,本文对影响双折射滤光器透过带漂移的各种误差因素进行了分析。通过计算机编程,完全模拟了光线轨迹,精确分析了多种误差项对双折射滤光器透过带的影响。给出了引起透过带漂移、展宽、极大值和极小值变化的主要误差项。分析表明,入射角、晶体光轴倾角误差、晶体厚度误差和1/4波片光轴方位角误差影响透过带漂移;只有晶体光轴方位角误差影响透过带宽,当误差为2°时,透过带展宽了0.078%;宽视场1/2波片光轴方位角误差对极大值的影响最明显,当误差为2°时,极大值减小了0.487%;晶体光轴方位角误差、宽视场1/2波片延迟误差和1/4波片光轴方位角误差对极小值都有不同程度的影响。 展开更多
关键词 太阳观测 双折射滤光器 误差分析 光线追迹方法
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