「紅色精靈」捕手─光度計及影像儀
國內第一套「高空向上閃電自動觀測儀」開發成功
九十一年八月十二日新聞資料
鑑於遙測 (remote sensing) 科技的應用領域日益擴展,國科會精密儀器發展中心 近年來積極整合相關資源,全力研製遙測儀器,以強化國內發展遙測技術卻獨缺實體 設備的環節,並將發展衛星光電遙測酬 (optical remote sensing payload) 載列為 長期目標。為達此一目標,精儀中心除訂定長期計畫研製適用於國內的遙測儀器,建立 本土技術經驗外,亦積極汲取國際發展遙測儀器的經驗,自民國八十九年起在國科會 大力支持下,積極參與中華衛星二號酬載研製工作。華衛二號有二個酬載,其中地面 解析度為二公尺的遙測酬載 (Remote Sensing Instrument, RSI),在法國進行設計及 組測,而觀測大氣的科學酬載 (Imager for Sprite and Upper Atmospheric Lightning, ISUAL),於美國加州大學柏克萊分校進行設計及最後組測,精儀中心均選派人員分赴 法國及美國駐廠,實際參與這二項酬載的研製工作。
華衛二號的科學酬載 (ISUAL) 由光度計及影像儀所組成,研發團隊包括美國 加州大學柏克萊分校 (UC Berkley)、日本東北大學 (Tohoku University)、國立成功 大學、太空計畫室及精儀中心,ISUAL 主要用於研究高空紅色向上閃電 (紅色精靈, Sprites) 特性。精儀中心為開發核心關鍵技術並驗證參與衛星計畫成效,亦於國內 同步進行科學酬載模組的開發工作,做為地面觀測紅色精靈 (Sprites)的工具。精儀 中心所開發之模組亦含光度計 (photometer) 及影像儀 (imager),光度計具有三個 波段,用於記錄紅色精靈之光度資料 (photometry information),做為探討紅色精靈 發生機制及化學動力學 (chemical dynamics) 分析之用,同時也當成觸發源 (trigger source),啟動影像儀自動取像。影像儀為含有影像加強 CCD (image intensified CCD, ICCD) 之取像模組,以快速擷取微弱光訊號之紅色精靈影像。

光度計及影像儀實體圖
地面拍攝紅色精靈需天候配合,在拍攝地點天氣狀況良好情況下,向遠處雲雨區 拍攝。本模組新近完成,正待適合天候,以進行紅色精靈影像擷取試驗。為驗證本模組 可成功捕獲紅色精靈,精儀中心於實驗室內模擬產生紅色精靈之光度及時間間隔等參數, 已可由光度計自動觸發擷取影像及光度等資訊,證明本模組功能。本模組更換影像儀的 濾光片 (filter) 後,亦可用於自動擷取藍色噴流 (blue jets) 影像。
精儀中心開發之模組除提供國內研究團隊研究外,亦積極尋求產業面應用之可行性, 如單獨使用光度計可應用於半導體製程中的即時測漏監控 (real time vacuum leakage detection) 及學術研究用之成份定量分析;單獨使用影像儀可應用於夜視海防、生物 螢光 (Fluorescence microscopy) 影像拍攝、藥物染料品管、夜間野生動物 (wildlife observation) 拍攝等方面;光度計配合影像儀則可應用於環保監測及保全系統 (nighttime security) 等方面。其中在半導體製程中的即時測漏監控方面,已與國內 半導體大廠進行性能測試中,預估將對製程良率提升有所助益。
本光度計及影像儀地面模組開發與本年六月二十五日發表的機載遙測系統─ 「植被及國土變遷觀測儀」(Vegetation and Change Detection imager, VCDi) 均為精儀中心發展遙測技術長期計畫同一階段開發項目。植基於這些技術與儀器發展 經驗,精密儀器發展中心將逐步達成衛星光電遙測酬載自製的目標。
- ICCD 與數位相機取像比較
- 使用 ICCD 於新竹市交通大學竹湖取像結果 (MPEG 影像檔,19217156)