液氦杜瓦瓶冷卻火箭運(yùn)載圓形漸變?yōu)o光器（一）

摘要：這里密述ICECAP極光測(cè)量計(jì)劃所用一種紅外分光計(jì)、從高度45公里到200公里的火箭上取得大氣發(fā)射光譜，這儀器連續(xù)掃描6.75-23.2微米光譜區(qū)，掃速為2次掃描/秒，儀器使用一個(gè)圓形漸變?yōu)V光器(CVF) ， 光譜分辨率從3%到4%。全部光學(xué)組件、矽列探測(cè)器、CVF、Ir tran 6透鏡、擋殼、可卸的冷卻罩裝在一個(gè)高真空液氦杜瓦瓶系統(tǒng)內(nèi)冷卻到10k以下， 分光計(jì)在22微米處噪音等效光譜輻射(NES R) 優(yōu)于1X 10-'(W厘米~²球面度1微米-1) 。兩次火箭飛行觀察到亮空大氣發(fā)射占優(yōu)勢(shì)的是9.6一微米O：和115微米CO、
量計(jì)劃，研究在極光顯示中導(dǎo)致短波和長(zhǎng)波紅外發(fā)射的電離和激發(fā)機(jī)制與化學(xué)過程。測(cè)
導(dǎo)言
量協(xié)調(diào)起來，利用火箭、氣球、飛機(jī)和適當(dāng)?shù)孛嬗^察平臺(tái)。1973和1974年國(guó)防核管理局/劍橋研究試驗(yàn)室ICECAP極光測(cè)量計(jì)劃包括兩個(gè)火箭運(yùn)載長(zhǎng)波紅外分光計(jì)(今后記為L(zhǎng)WIR-CVF分光計(jì)) ， 設(shè)計(jì)了求取大氣輻射率6.75-23.2微米譜區(qū)的測(cè)量。一般描LWIR CVF分光計(jì)的規(guī)范(HS-1B型)LWIR-CVF分光計(jì)和檢測(cè)臺(tái)的圖。每個(gè)幾平相同的儀器成功地裝上了一個(gè)AFC RL包括峰值波長(zhǎng)(22微米)噪音等效值光譜輻射靈敏優(yōu)于1×10-11(W厘米-2球面度-(劍橋研究試驗(yàn)室)Black Brant VC微米-')，自由光譜區(qū)7--23微米，3一4%分火箭進(jìn)行發(fā)射作為1969年五月開始的發(fā)展辨率，
2次光譜掃描/秒，液氨冷卻保持時(shí)計(jì)劃的結(jié)束，這計(jì)劃以前已有三次原始型儀器發(fā)射出去。間4小時(shí)，以及能夠適應(yīng)火箭發(fā)射和飛行中機(jī)械環(huán)境的措施。ICECAP(紅外化學(xué)實(shí)驗(yàn)一一協(xié)調(diào)的極光計(jì)劃的簡(jiǎn)稱)是在北極械動(dòng)的大氣中進(jìn)行的。ICECAP的特殊目的是執(zhí)行協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)飛行儀器布置如圖2所示。液氦杜瓦瓶有氣體罩一全部氨冷卻式。杜瓦瓶有三個(gè)基本室：中間一個(gè)2.8公升氨容器在中心，一個(gè)
熱電子儀器室在后面，和一個(gè)冷光學(xué)室在前端。延伸到氦容器的導(dǎo)管容許電導(dǎo)線通過，和從電子儀器室到光學(xué)室一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸
通過。儀器罩在進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)是必須具備的。在飛到100公里時(shí)必須用點(diǎn)著一個(gè)風(fēng)箱驅(qū)動(dòng)器把它拿掉，這罩子保留在負(fù)荷機(jī)頭尖
端兩半、避開光程向外翻開；機(jī)頭兩半在再人以前保持翻開，將冷光學(xué)系統(tǒng)暴露在
瀘光器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、瀘光器位置參考發(fā)圓形新光生器、輔助前置放大器、和兩個(gè)印刷線路卡片都設(shè)置在電子儀器室里。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸是一根熱絕緣的無縫鋼管、從熱電動(dòng)機(jī)直接通過氨容器到冷瀘光器軸承。用一個(gè)輔助電子儀器箱提供0一5一V遙測(cè)技術(shù)的信號(hào)調(diào)節(jié)和直流到直流轉(zhuǎn)換使從有效負(fù)荷28伏直流電池供應(yīng)提供操作。
儀器設(shè)計(jì)為了得到在變化條件下活性的各種原子和分子氣體在直立方向分布的光譜測(cè)量。光學(xué)系統(tǒng)包括一個(gè)前擋殼、無鍍層Irtran6f/1透鏡和透鏡焦面內(nèi)場(chǎng)闌如圖3所示。摻砷的矽探測(cè)器本身用作場(chǎng)閑、圓形漸變?yōu)o光器(CVF) 轉(zhuǎn)過場(chǎng)闌使儀器在瀘光片
旋轉(zhuǎn)一周時(shí)掃描過分光計(jì)的自由光譜范圍。LWIR-CVF分光計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)在表工列出。Ir tran 6透鏡是伊斯門柯達(dá)公司制造的。用了一個(gè)不鍍膜的透鏡因?yàn)檎翦?-23微米范圍的減反膜層是不可能的。CVF是由光學(xué)鍍層試驗(yàn)室有限公司制造的正好放在探測(cè)器上面干涉膜面朝著探測(cè)器那邊(見圖3) 。有如裝在LWIR分光計(jì)的CVF參數(shù)內(nèi)在表Ⅱ列出。分辨率是錐角和縫寬度兩數(shù)者的函數(shù)(狹縫寬由干涉層處f/1錐直徑所決定)。