哨兵 5P 卫星

用于 TROPOMI SENTINEL-5P 卫星的 HORIBA UV 全息闪耀复制光栅

带有 TROPOMI 仪器的 SENTINEL-5P 卫星(左)和第一个气体监测数据(右)
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污染监测卫星哥白尼 Sentinel-5 Precursor 于2017年9月29日从俄罗斯普列谢茨克航天发射场成功发射。 对流层监测仪器(TROPOMI是 Sentinel-5 Precursor 卫星上的卫星仪器。 TROPOMI 仪器可绘制多种痕量气体,例如二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶——所有这些都会影响空气质量,进而影响我们的健康和气候。

TROPOMI 是一种推扫式光谱仪,光谱带位于 UV、VIS、NIR 和 SWIR。 HORIBA Scientific TNO 合作为 UV 通道设计、生产和表征了一套基于 Jobin Yvon 技术的闪耀全息平面反射复制光栅。

选择了在 250nm 闪耀的高凹槽密度  (2400gr/mm) 全息母版光栅,因为它具有高效率和低杂散光性能。 该光栅在 TROPOMI UV 通道范围 (270 - 330nm) 的 TE 和 TM 偏振效率方面具有特点(图 1)。

生产的合格模型 (QM)、飞行模型和备用 (FM、FS) 复制光栅以具有成本效益的方法保留了初始主全息光栅的性能:

  • 完美的周期性,加上出色的表面微粗糙度,消除了重影并增强了杂散光抑制
  • 最小的凹槽误差提供了非常高的分辨率。

此外,由于其离子蚀刻、锯齿状光滑和干净的凹槽轮廓,UV TROPOMI 闪耀光栅提供比标准纯全息光栅更高的峰值衍射效率。 闪耀角通过使用原子力显微镜 (AFM) 测量到 16.5° 的值。

图. 1.UV TROPOMI 2400gr/mm 闪耀全息平面复制光栅从 270nm 到 330nm 的衍射效率测量,用于 TE、TM 0 级和 1 级偏振。

衍射波前是用斐索干涉仪在整个光栅有用区域 64x62mm 上测量的(图 2):

图. 2.使用 632nm 斐索干涉仪测量的一阶 2400gr/mm UV TROPOMI 光栅的衍射波前测量。 获得~l/4 PV 和~l/20 RMS 的值。

根据 TROPOMI 航天飞行任务要求,QM 光栅已成功用于执行环境测试(从 -50°C 到 +45°C 的温度循环和 35°C 和 95% RH 下的湿度测试)(图 3)

图. 3.  在 35°C 和 95% RH 的 QM 光栅上进行的 24 小时湿度测试。

 

TROPOMI Sentinel-5 Precursor 项目使 HORIBA Scientific 能够参与欧洲哥白尼计划,并被选为 Sentinel-3CD 和 Sentinel-5 的光栅供应商。

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