CN104006951B - 激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统及测量方法,所述测量系统含有校准用大功率卤钨灯、光辐射测量装置、小功率标准卤钨灯、电能计、电流通断控制装置。所述测量方法包括:(a)、构建一个光辐射测量装置;(b)、将小功率标准卤钨灯送法定计量单位校准;(c)、利用小功率标准卤钨灯对光辐射测量装置校准,测量小功率标准卤钨灯的辐射功率;(d)、利用时间继电器和交流接触器设置校准用大功率卤钨灯的通电时间;(e)、测量大功率卤钨灯的辐射强度和消耗的电能;(f)、计算出通电时间内大功率卤钨灯辐射效率;(g)设定不同的通电时间,重复步骤(e)和(f)。本发明精确高,为激光能量计的精确校准奠定了基础。

Description

激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统及测量方法
技术领域
本发明属于激光能量计校准技术领域,具体涉及一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统及测量方法。
背景技术
利用大功率卤钨灯作为校准光源的方法具有实现简单、校准功率高、校准的等效性强等优点,因此特别适合高能激光能量计等效校准。在等效校准中大功率卤钨灯通常设置在高能激光能量计的吸收腔体的空腔内部,通过精确计量大功率卤钨灯辐射的总能量并与高能激光能量计测量结果比较达到校准的目的。然而大功率卤钨灯上消耗的电能量一部分转换成光能辐射到被校准的高能激光能量计的吸收腔体上,另外一部分将以热能的形式滞留在大功率卤钨灯的灯丝和灯罩上,如果不能准确的确定大功率卤钨灯在电源关断时刻实际向外界辐射的总能量,那么校准的精度就会受到较大的影响。为了获得大功率卤钨灯在电源关断时刻实际向外界辐射的总能量,传统的方法是通过测量大功率卤钨灯的灯丝和灯罩材料的质量、比热和温升,并计算出残留在大功率卤钨灯上的能量,但这种方法的测量精度很低,无法满足校准的精度要求。当已知大功率卤钨某段时间内消耗的电能时,只需要测量出大功率卤钨灯在这段时间内的辐射效率就可以得到大功率卤钨灯在该段时间内向外界辐射的总能量。
当采用辐射计或者功率计直接测量大功率卤钨灯的辐射能量时,辐射计和功率计的响应时间通常需要数秒甚至数十秒,无法精确的测量大功率卤钨灯辐射功率随时间变化,这给大功率卤钨灯辐射能量的精确测量带来了很大的难度。另外大功率卤钨灯通常具有较大的体积,从大功率卤钨灯上发射出来的光在空间上并不均匀,辐射的光谱线范围也较宽,从紫外光到近红外光均存在,这些因素均给大功率卤钨灯的辐射能量的测量也造成较大困难。
发明内容
为了解决大功率卤钨灯辐射光的空间非均匀性、宽光谱和辐射计慢响应对大功率卤钨灯辐射效率精确测量所带来的问题,本发明提供一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统,本发明的另一个目的是提供一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率的测量方法。
本发明的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统,其特点是,所述的测量系统含有校准用大功率卤钨灯、光辐射测量装置、小功率标准卤钨灯、小功率标准卤钨灯恒流源、电能计、导线、电流通断控制装置、稳压器;其中,所述光辐射测量装置含有积分球、灯固定柱、取样孔遮挡板、取样孔、光纤、可见光光谱仪、光谱仪信号线、计算机;电流通断控制装置含有时间继电器、交流接触器。
校准用大功率卤钨灯与小功率标准卤钨灯采用同种材料的灯丝和灯罩制成。
激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统对校准用大功率卤钨灯辐射效率测量时的连接关系为:校准用大功率卤钨灯通过螺纹设置在光辐射测量装置的灯固定柱上,校准用大功率卤钨灯通过导线依次与电能计、电流通断控制装置、稳压器电连接。
小功率标准卤钨灯对光辐射测量装置校准时的连接关系为:小功率标准卤钨灯通过螺纹设置在光辐射测量装置的灯固定柱上,小功率标准卤钨灯通过导线依次与电能计、小功率标准卤钨灯恒流源、稳压器电连接。
光辐射测量装置的连接关系为:灯固定柱的一端设置在积分球的球壁上,在积分球上设置有圆形取样孔,在取样孔的前方设置有一个圆形的取样孔遮挡板,取样孔遮挡板通过螺纹固定在积分球上,光纤连接积分球取样孔和可见光光谱仪,可见光光谱仪采集得到的数据通
过光谱仪信号线传输到计算机,计算机里的数据采集与显示软件可以实时的显示和存储光谱数据;电流通断控制装置的连接关系为:交流接触器的主接点通过导线分别与电能计、稳压器电连接,交流接触器的辅助接点与时间继电器电连接。
所述小功率标准卤钨灯和校准用大功率卤钨灯设置积分球的球心,并且小功率标准卤钨灯的中心、校准用大功率卤钨灯的中心、取样孔遮挡板的中心、取样孔的中心在同一条直线上。
所述的校准用大功率卤钨灯的额定功率与小功率标准卤钨灯的额定功率之比小于10。
所述的可见光光谱仪用一个可见光光谱仪并联一个近红外光谱仪替代,可见光光谱仪和近红外光谱仪读取小功率标准卤钨灯的辐照度校准数据。
本发明的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统的测量方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(a)利用积分球、灯固定柱、取样孔遮挡板、取样孔、光纤、可见光光谱仪、光谱仪信号线、计算机构建一个光辐射测量装置;
(b)小功率标准卤钨灯经法定计量单位校准,获得小功率标准卤钨灯的辐照度校准数据;
(c)利用小功率标准卤钨灯对光辐射测量装置进行校准,在小功率标准卤钨灯稳定后,记录下每个波长λs所对应的光谱辐射数据Is,并用电能计测量小功率标准卤钨灯的辐射功率Ps
(d)将校准用大功率卤钨灯替换小功率标准卤钨灯,利用电流通断控制装置控制校准用大功率卤钨灯与稳压器之间的通断,利用时间继电器控制交流接触器的通断,将时间继电器的通电时间设置为t b,至此校准用大功率卤钨灯辐射效率测量的所有准备工作完成;
(e)利用辐射测量装置测量大功率卤钨灯从通电到断电这段时间t b内不同时刻每个波长λ b所对应的光谱辐射数据I b,利用电能计测量出校准用大功率卤钨灯上消耗的电能E b
(f)由以下公式可以计算出通电时间为t b时校准用大功率卤钨灯辐射效率η b
上式中,t 0为校准用大功率卤钨灯通电时刻,t 1为校准用大功率卤钨灯断电时刻,通电时间t b= t 1-t 0λ 1λ 2为所测得的光谱上的两个光波长,其中λ 1λ 2
(g)多次通过时间继电器改变校准用大功率卤钨灯的通断时间,重复步骤(e)和(f)得到校准用大功率卤钨灯的辐射效率随时间变化曲线。
所述的步骤(c)中,小功率卤钨灯的稳定时间大于五分钟。
所述的步骤(d)中,激光能量计校准用大功率卤钨灯的通电时间小于100s。
所述的步骤(f)中,波长λ1和波长λ2覆盖的波长范围为所使用的光谱仪可探测的有效波长。
本发明的积极进步效果在于:将校准用大功率卤钨灯设置在积分球内部,利用积分球的漫反射特性,通过多次漫反射消除校准用大功率卤钨灯辐射光空间非均匀性对测量精度造成的影响。利用光谱仪的高精度、快速响应特性可以精确测量大功率卤钨灯辐射功率随时间变化,然后将辐射功率对时间积分就可以精确的测量出大功率卤钨灯在该时间内的辐射能量。选用一个与校准用大功率卤钨灯采用同种类型的灯丝和灯罩制成的小功率标准卤钨灯对上述光辐射测量装置进行校准,可以有效消除校准用大功率卤钨灯的宽光谱特性对测量精度造成
的影响。本发明的方法可以精确的测量激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率,为高能激光能量计的精确校准奠定了坚实的基础。
附图说明
图1为本发明的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统布局示意图;
图2为本发明中的小功率标准卤钨灯辐照度校准曲线图;
图3为本发明中的小功率标准卤钨灯校准光辐射测量装置布局示意图;。
图4为本发明中的可见光光谱仪测试的光谱曲线图;
图5为本发明中的近红外光谱仪测试的光谱曲线图;
图6为本发明中的校准用大功率卤钨灯功率随时间变化曲线图;
图7为本发明中的校准用大功率卤钨灯辐射效率随时间变化曲线图。
图中,1.积分球2.灯固定柱3.取样孔遮挡板4.取样孔5.光纤6.可见光光谱仪8.光谱仪信号线9.计算机10.小功率标准卤钨灯11.导线12.电能计13.小功率标准卤钨灯恒流源14.稳压器15.校准用大功率卤钨灯16.交流接触器17.时间继电器18.光辐射测量装置19.电流通断控制装置。
具体实施方式
本发明的基本思想是:首先建立一个光辐射测量装置18,接着利用一个经过法定计量单位校准的小功率标准卤钨灯10对光辐射测量装置进行校准,并测量出小功率标准卤钨灯10稳定以后的辐射功率和光谱曲线,然后利用光辐射测量装置对校准用大功率卤钨灯15的辐射光谱进行测量,由于校准用大功率卤钨灯15与小功率标准卤钨灯10采用同种材料的灯丝和灯罩制成,因此校准用大功率卤钨灯15和小功率标准卤钨灯10的光谱曲线的形状完全相同,两个光谱曲线上不同波长所对应的辐照度数值之比为一个固定值,因此只需要同时选取校准用大功率卤钨灯15和小功率标准卤钨灯10的光谱曲线上的同一段光谱,并对这两段光谱强度分别积分,两段光谱强度积分值的比值就等于校准用大功率卤钨灯15和小功率标准卤钨灯10的辐射功率的比值,在已知小功率标准卤钨灯10的辐射功率时,就可以获得此时刻校准用大功率卤钨灯15的辐射功率。再根据各个时刻校准用大功率卤钨灯15的光谱曲线就可以获得整个通电时间内校准用大功率卤钨灯15的辐射功率随时间变化曲线,最后对校准用大功率卤钨灯15的辐射功率进行积分就可以获得该通电时长内校准用大功率卤钨灯15的辐射效率。
下面结合附图对本发明作详细描述:
实施例1
图1为激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统布局示意图,图3为本发明中的小功率标准卤钨灯校准光辐射测量装置布局示意图,在图1、图3中,本发明的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统含有校准用大功率卤钨灯15、光辐射测量装置18、小功率标准卤钨灯10、小功率标准卤钨灯恒流源13、电能计12、导线11、电流通断控制装置19和稳压器14;其中,所述光辐射测量装置18含有积分球1、灯固定柱2、取样孔遮挡板3、取样孔4、光纤5、可见光光谱仪6、光谱仪信号线8、计算机9;电流通断控制装置19含有时间继电器17、交流接触器16。
校准用大功率卤钨灯15与小功率标准卤钨灯10采用同种材料的灯丝和灯罩制成,因此校准用大功率卤钨灯15和小功率标准卤钨灯10的光谱曲线的形状完全相同,两个光谱曲线上不同波长所对应的辐照度数值之比为一个固定值。
激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统对校准用大功率卤钨灯15辐射效率测量时的连接关系为:校准用大功率卤钨灯15通过螺纹设置在光辐射测量装置18的灯固定柱2上,校准用大功率卤钨灯15通过导线11依次与电能计12、电流通断控制装置19、稳压
器14电连接。
小功率标准卤钨灯10对光辐射测量装置18校准时的连接关系为:小功率标准卤钨灯10通过螺纹设置在光辐射测量装置18的灯固定柱2上,小功率标准卤钨灯10通过导线11依次与电能计12、小功率标准卤钨灯恒流源13、稳压器14电连接。
光辐射测量装置18的连接关系为:灯固定柱2的一端设置在积分球1的球壁上,在积分球1上设置有圆形取样孔4,在取样孔4的前方设置有一个圆形的取样孔遮挡板3,取样孔遮挡板3通过螺纹固定在积分球1上,光纤5连接积分球取样孔4和可见光光谱仪6,可见光光谱仪6采集得到的数据通过光谱仪信号线8传输到计算机9,计算机9里的数据采集与显示软件可以实时的显示和存储光谱数据;电流通断控制装置19的连接关系为:交流接触器16的主接点通过导线11分别与电能计12、稳压器14电连接,交流接触器16的辅助接点与时间继电器17电连接。
所述小功率标准卤钨灯10和校准用大功率卤钨灯15设置积分球1的球心,并且小功率标准卤钨灯10的中心、校准用大功率卤钨灯15的中心、取样孔遮挡板3的中心、取样孔4的中心在同一条直线上。
所述的校准用大功率卤钨灯15的额定功率与小功率标准卤钨灯10的额定功率之比小于10。
在本实施例中,为了保证匀化效果,积分球1的直径为Φ1000mm,积分球1的内表面涂层的反射率大于98%,取样孔4的直径为5mm。可见光光谱仪6的波长响应范围为400nm~950nm,可见光光谱仪6可以记录下光谱辐射随时间变化曲线,采集帧频为50Hz。为了提高所测得的光谱曲线的信噪比,并防止可见光光谱仪6出现饱和,校准用大功率卤钨灯15的额定功率与小功率标准卤钨灯10的额定功率之比不大于10,因此小功率标准卤钨灯10的额定功率为800W,校准用大功率卤钨灯15的额定功率为6000W。校准用大功率卤钨灯15额定电压为220V,通过稳压器14稳压,可以提高测量精度,小功率标准卤钨灯10对精度的要求更高,因此采用小功率标准卤钨灯恒流源13对其供电,额定电流约为20A。电能计12的测量不确定度为0.1%,可以同时测量回路中的电压、电流和时间并计算出消耗的电能。
本发明的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统的测量方法,依次包括以下步骤:
(a)利用积分球1、灯固定柱2、取样孔遮挡板3、取样孔4、光纤5、可见光光谱仪6、光谱仪信号线8、计算机9构建一个光辐射测量装置18;
(b)小功率标准卤钨灯10经法定计量单位校准,获得小功率标准卤钨灯10的辐照度校准数据;
(c)利用小功率标准卤钨灯10对光辐射测量装置18进行校准,在小功率标准卤钨灯10稳定后,记录下每个波长λs所对应的光谱辐射数据Is,并用电能计12测量小功率标准卤钨灯10的辐射功率Ps
(d)将校准用大功率卤钨灯15替换小功率标准卤钨灯10,利用电流通断控制装置19控制校准用大功率卤钨灯15与稳压器14之间的通断,利用时间继电器17控制交流接触器16的通断,将时间继电器17的通电时间设置为t b,至此校准用大功率卤钨灯辐射效率测量的所有准备工作完成;
(e)利用辐射测量装置测量大功率卤钨灯15从通电到断电这段时间t b内不同时刻每个波长λ b所对应的光谱辐射数据I b,利用电能计12测量出校准用大功率卤钨灯15上消耗的电能E b
(f)由以下公式可以计算出通电时间为t b时校准用大功率卤钨灯15辐射效率η b
上式中,t 0为校准用大功率卤钨灯15通电时刻,t 1为校准用大功率卤钨灯15断电时刻,通电时间t b= t 1-t 0λ 1λ 2为所测得的光谱上的两个光波长,其中λ 1λ 2
(g)多次通过时间继电器17改变校准用大功率卤钨灯15的通断时间,重复步骤(e)和(f)得到校准用大功率卤钨灯15的辐射效率随时间变化曲线。
所述的步骤(c)中,小功率卤钨灯10的稳定时间大于五分钟。
所述的步骤(d)中,激光能量计校准用大功率卤钨灯(15)的通电时间小于100s。
所述的步骤(f)中,波长λ1和波长λ2覆盖的波长范围为所使用的光谱仪可探测的有效波长。
在本实施例步骤(b)中,小功率标准卤钨灯10辐照度标准曲线如图2所示,可见光光谱仪6的数据处理与显示软件均可以读取小功率标准卤钨灯10的辐照度校准数据,并利用辐照度校准数据自动对对光辐射测量装置18进行校准。
在本实施例步骤(c)中,调节可见光光谱仪6的积分时间和小功率标准卤钨灯10的恒流源13的输出电流,使得信号强度为饱和强度的10%,为了保证小功率标准卤钨灯10对光辐射测量装置18校准的精度,校准时小功率标准卤钨灯10必须达到热平衡,因此小功率标准卤钨灯10的稳定时间不小于五分钟,在小功率标准卤钨灯10稳定后,利用光谱仪数据采集与显示软件记录下400nm~900nm这段波长范围内每个波长λ s所对应的光谱辐射数据I s,并用电能计12测量小功率标准卤钨灯10的辐射功率为795W。
在本实施例步骤(d)中,交流接触器的16可通过的最大电流为100A,并可以由一个脉冲信号控制交流接触器的通断,该脉冲信号由时间继电器17提供,时间继电器17可以设置的最长时间为999s,时间继电器17的时间控制精度为0.1s,将时间继电器17的通电时间t b设置为10s。
在本实施例步骤(e)中,电能计测量出校准用大功率卤钨灯上消耗的电能为47kJ。图4为可见光光谱仪6测量得到的光谱曲线。
在本实施例步骤(f)中,波长λ1为400nm,波长λ2为950nm,通电时间为10s时校准用大功率卤钨灯辐射效率η b
根据上式可以计算出10s内校准用大功率卤钨灯15功率随时间变化曲线如图6所示,校准用大功率卤钨灯15功率随时间变化曲线对时间积分后就得到了校准用大功率卤钨灯15辐射的总能量,用校准用大功率卤钨灯15辐射的总能量除以校准用大功率卤钨灯15上消耗的总电能就可以计算出10s时校准用大功率卤钨灯15辐射效率为0.783。
在本实施例步骤(g)中,为了缩短能量计达到平衡的时间,减小激光能量计热损失对测量精度造成的影响,通电时间小于100s,因此将通电时间分别设置为20s、30s、40s、50s,重复步骤(e)和(f)得到校准用大功率卤钨灯的辐射效率随时间变化曲线如图7所示。
实施例2
本实施例与实施例1的测量系统布局相同,不同之处是:
(1)可见光光谱仪用一个可见光光谱仪并联一个近红外光谱仪替代,可见光光谱仪和近红外光谱仪读取小功率标准卤钨灯的辐照度校准数据。由于小功率标准卤钨灯、校准用大功率卤钨灯辐射的光谱曲线为宽光谱,单一的光谱仪通常只能测量可见光或者近红外谱段中的一小段,为了提高测量精度所采用的可见光光谱仪用一个近红外光谱仪和一个可见光光谱仪替代;
(2)光纤包括三个端口,包括一个输入端和两个输出端,两个输出端可以分别将信号传输给可见光光谱仪和近红外光谱仪。近红外光谱仪的波长响应范围了900~1700nm,近红外光谱仪7可以记录下光谱辐射随时间变化曲线,采集帧频为50Hz;
(3)图5为近红外光谱仪测试的光谱曲线,由于可见光光谱仪在900nm附近的噪声相对于近红外光谱仪的噪声大得多,因此两根光谱曲线重合的光谱部分选择近红外光谱仪测得的结果。
(4)波长λ2为1700nm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统,其特征在于,所述的测量系统含有校准用大功率卤钨灯(15)、光辐射测量装置(18)、小功率标准卤钨灯(10)、小功率标准卤钨灯恒流源(13)、电能计(12)、导线(11)、电流通断控制装置(19)和稳压器(14);其中,所述光辐射测量装置(18)含有积分球(1)、灯固定柱(2)、取样孔遮挡板(3)、取样孔(4)、光纤(5)、可见光光谱仪(6)、光谱仪信号线(8)、计算机(9);电流通断控制装置(19)含有时间继电器(17)、交流接触器(16);
所述激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统对校准用大功率卤钨灯(15)辐射效率测量时的连接关系为,所述校准用大功率卤钨灯(15)通过螺纹设置在光辐射测量装置(18)的灯固定柱(2)上,校准用大功率卤钨灯(15)通过导线(11)依次与电能计(12)、电流通断控制装置(19)、稳压器(14)电连接;
所述小功率标准卤钨灯(10)对光辐射测量装置(18)校准时的连接关系为,所述小功率标准卤钨灯(10)通过螺纹设置在光辐射测量装置(18)的灯固定柱(2)上,小功率标准卤钨灯(10)通过导线(11)依次与电能计(12)、小功率标准卤钨灯恒流源(13)、稳压器(14)电连接;
所述光辐射测量装置(18)的连接关系为,所述灯固定柱(2)的一端设置在积分球(1)的球壁上,在积分球(1)上设置有圆形取样孔(4),在取样孔(4)的前方设置有一个圆形的取样孔遮挡板(3),取样孔遮挡板(3)通过螺纹固定在积分球(1)上,光纤(5)连接积分球取样孔(4)和可见光光谱仪(6),可见光光谱仪(6)采集得到的数据通过光谱仪信号线(8)传输到计算机(9),计算机(9)里的数据采集与显示软件可以实时的显示和存储光谱数据;所述电流通断控制装置(19)的连接关系为,交流接触器(16)的主接点通过导线(11)分别与电能计(12)、稳压器(14)电连接,交流接触器(16)的辅助接点与时间继电器(17)电连接。
2.根据权利要求1所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统,其特征在于,所述小功率标准卤钨灯(10)和校准用大功率卤钨灯(15)设置在积分球(1)的球心,并且小功率标准卤钨灯(10)的中心、校准用大功率卤钨灯(15)的中心、取样孔遮挡板(3)的中心、取样孔(4)的中心在同一条直线上。
3.根据权利要求1所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统,其特征在于,所述的校准用大功率卤钨灯(15)的额定功率与小功率标准卤钨灯(10)的额定功率之比小于10。
4.根据权利要求1所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统,其特征在于,所述的可见光光谱仪(6)用一个可见光光谱仪(6)并联一个近红外光谱仪替代。
5.一种用于激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量系统的测量方法,其特征在于依次包括以下步骤:
(a)利用积分球(1)、灯固定柱(2)、取样孔遮挡板(3)、取样孔(4)、光纤(5)、可见光光谱仪(6)、光谱仪信号线(8)、计算机(9)构建一个光辐射测量装置(18);
(b)小功率标准卤钨灯(10)经法定计量单位校准,获得小功率标准卤钨灯(10)的辐照度校准数据;
(c)利用小功率标准卤钨灯(10)对光辐射测量装置(18)进行校准,在小功率标准卤钨灯(10)稳定后,记录下小功率标准卤钨灯(10)的每个波长λs所对应的光谱辐射数据Is”,并用电能计(12)测量小功率标准卤钨灯(10)的辐射功率Ps
(d)将校准用大功率卤钨灯(15)替换小功率标准卤钨灯(10),利用电流通断控制装置(19)控制校准用大功率卤钨灯(15)与稳压器(14)之间的通断,利用时间继电器(17)控制交流接触器(16)的通断,将时间继电器(17)的通电时间设置为t b,至此校准用大功率卤钨灯辐射效率测量的所有准备工作完成;
(e)利用光辐射测量装置测量大功率卤钨灯(15)从通电到断电这段时间t b内不同时刻每个波长λ b所对应的光谱辐射数据I b,利用电能计(12)测量出校准用大功率卤钨灯(15)上消耗的电能E b
(f)由以下公式计算出通电时间为t b时校准用大功率卤钨灯(15)辐射效率η b
上式中,t 0为校准用大功率卤钨灯(15)通电时刻,t 1为校准用大功率卤钨灯(15)断电时刻,通电时间t b= t 1-t 0λ 1λ 2为所测得的光谱上的两个光波长,其中λ 1λ 2
(g)多次通过时间继电器(17)改变校准用大功率卤钨灯(15)的通断时间,重复步骤(e)和(f)得到校准用大功率卤钨灯(15)的辐射效率随时间变化曲线。
6.根据权利要求5所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量方法,其特征在于,所述的步骤(c)中,小功率标准卤钨灯(10)的稳定时间大于五分钟。
7.根据权利要求5所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量方法,其特征在于,所述的步骤(d)中,激光能量计校准用大功率卤钨灯(15)的通电时间小于100s。
8.根据权利要求5所述的激光能量计校准用大功率卤钨灯辐射效率测量方法,其特征在于,所述的步骤(f)中,波长λ1和波长λ2覆盖的波长范围为所使用的光谱仪可探测的有效波长。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105910704A (zh) * 2016-04-04 2016-08-31 徐晓峰 高精度光谱辐射定标积分球系统与控制方法
CN108917922B (zh) * 2018-07-09 2021-09-10 北京无线电计量测试研究所 一种激光功率的量子测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6351306B1 (en) * 1999-10-19 2002-02-26 Kaiser Optical Systems, Inc. Optical measurement probe calibration configurations
CN102062636A (zh) * 2010-11-12 2011-05-18 中国兵器工业第二〇五研究所 便携式现场激光能量测量装置
CN102393247A (zh) * 2011-08-16 2012-03-28 中国兵器工业第二〇五研究所 激光微能量标准装置
CN202255622U (zh) * 2011-09-06 2012-05-30 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种激光能量计电热等效校准系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7671327B2 (en) * 2008-04-22 2010-03-02 Candela Corporation Self calibrating irradiation system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6351306B1 (en) * 1999-10-19 2002-02-26 Kaiser Optical Systems, Inc. Optical measurement probe calibration configurations
CN102062636A (zh) * 2010-11-12 2011-05-18 中国兵器工业第二〇五研究所 便携式现场激光能量测量装置
CN102393247A (zh) * 2011-08-16 2012-03-28 中国兵器工业第二〇五研究所 激光微能量标准装置
CN202255622U (zh) * 2011-09-06 2012-05-30 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种激光能量计电热等效校准系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高能激光能量测量装置的现场标定方法;魏继锋等;《中国激光》;20090930;第36卷(第9期);2399-2403 *
高能激光能量计溯源问题研究;魏继锋等;《强激光与粒子束》;20081130;第20卷(第11期);1832-1836 *

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