CN104075883A - 日盲紫外辐照度定标装置 - Google Patents
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Abstract
日盲紫外辐照度定标装置，涉及紫外辐射定标领域，解决现有日盲紫外探测动态范围窄、准确度低的问题，本装置包括：L形光轨；紫外光源；入口光阑，控制进入积分球的辐射能通量；屏蔽罩，用来屏蔽光源附近的环境杂散光进入；积分球；出口光阑，紧贴积分球出口，控制积分球出口辐射能通量；硅探测器，用于监视积分球壁上的辐照度变化情况；参考探测器，用于测量某位置处的辐照度；水平电动位移台，使参考探测器和待测探测器轮流位于光路中心。本发明结构简单，可操作性强，准确度高，能够实现10-7～10-13W/cm2大动态范围日盲紫外探测器辐照度定标。
Description
技术领域
本发明涉及紫外辐射定标领域，具体涉及大动态范围内的日盲紫外探测器的辐照度响应定标。
背景技术
日盲紫外(240nm-280nm)成像探测技术因其不受太阳背景噪声的干扰、可实现微弱紫外目标的准确成像探测而在电晕放电探测、导弹逼近告警、天文观测和医学、生物学等领域得到了广泛的应用。
日盲紫外探测器作为日盲紫外成像探测的核心组件，了解其在不同辐照度场下的响应特性十分重要。目前国内日盲紫外辐照度定标的研究报道较少，且相关装置测试动态范围窄、稳定性低，不足以满足在大动态范围内对日盲紫外探测器进行精确定标的要求。
发明内容
本发明为解决现有日盲紫外测试动态范围窄、准确度低的问题，提供一种大动态范围内的日盲紫外探测器辐照度响应定标装置。
日盲紫外辐照度定标装置，包括垂直放置的呈L形的主光轨和副光轨；所述副光轨上依次设置聚光镜、紫外光源、准直镜、入口光阑和屏蔽罩；主光轨上设置出口光阑和水平电动位移台，在主光轨和副光轨的垂直处设有积分球；参考探测器和待测探测器放置在水平电动位移台上。
所述紫外光源出射的光通过聚光镜和准直镜后出射准直紫外光；所述积分球的入口和出口分别设有入口光阑和出口光阑，入口光阑和出口光阑分别用于控制积分球入口的辐射能通量和控制积分球出口的辐射能通量；屏蔽罩，用于屏蔽环境杂散光；移动水平电动位移台使待测探测器和参考探测器分别对准出口光阑的中心位置，实现日盲紫外辐照度的定标。
本发明的有益效果：本发明所述的日盲紫外辐照度定标装置，用于测量日盲紫外探测器大动态范围内的辐照度响应，需在暗室中安装和使用，实现10-7～10-13W/cm2的日盲紫外辐照度场。本发明装置结构简单，易于操作，测试过程高度自动化；增大了日盲紫外辐照度定标的动态范围。
附图说明
图1为本发明所述的日盲紫外辐照度定标装置的俯视图；
图2为本发明所述的日盲紫外辐照度定标装置的测试流程图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，大动态范围日盲紫外辐照度定标装置，包括光轨1，呈L形，包含相互垂直的主光轨1-1和副光轨1-2，主光轨长8m，平直度≤±0.5mm，副光轨长2m。在副光轨上依次安装有聚光镜2、紫外光源3、准直镜4、入口光阑5和屏蔽罩6；积分球7设置在主光轨1-1和副光轨1-2的垂直位置。在主光轨1-1上依次安装有出口光阑10、水平电动位移台13。紫外光源3为高稳定紫外氘灯，与聚光镜2和准直镜4配合使用，产生准直紫外光。屏蔽罩6可屏蔽所述紫外光源3附近的环境杂散光进入积分球7。入口光阑5在积分球入口前，可实现输入积分球辐射能通量的连续变化。出口光阑10紧贴积分球7的出口，用于控制积分球输出辐射能通量的变化；外径为Φ60mm；内径分为三档，分别为Φ20mm、Φ6.325mm和Φ2mm，对应的面积比为100:10:1。水平电动位移台可通过串口控制，上面安放有待测探测器11和参考探测器12。参考探测器12内部配有日盲紫外带通滤光片，日盲紫外带通滤光片的响应波段为240nm～280nm。
本实施方式还包括激光器14，用于将出口光阑10中心与待测探测器11或参考探测器12对准。
本实施方式所述的主光轨1-1上还装配有磁栅尺、皮带传动仪、光轨电移台；所述磁栅尺用于精确测量光轨上两点间的距离；光轨电移台用于电动控制皮带传动仪转动，实现调节水平电动位移台13到出口光阑10的距离；所述副光轨1-2上装配有磁栅尺和皮带传动仪。所述积分球7内表面用高纯度(0.9999)聚四氟乙烯粉末压制，其反射率ρ>95％，所述积分球7上还设有积分球附加口，用于安装硅探测器8，通过电缆与弱电流计9相连接，监测积分球内壁辐照度变化。由于积分球为余弦辐射体，因此监控辐照度变化情况也代表了积分球7出口处的辐射出射度变化情况。
具体实施方式二、结合图2说明本实施方式，本实施方式为使用具体实施方式一所述的日盲紫外辐照度定标装置进行日盲紫外探测器辐照度响应测试的方法，有以下步骤：
一、预热氘灯半小时；
二、调节入口光阑5，根据弱电流计9读数记录积分球7内壁辐照度变化情况；
三、调节出口光阑10；
四、将待测探测器11安装在水平电动位移台13上并调节其在水平电动位移台13上的位置，使用激光器14将待测探测器11对准出口光阑10中心位置；
五、调节水平电动位移台13在主光轨1-1上的位置，使出口光阑10距离待测探测器11距离为L，待测探测器11在该辐照度场E下的响应为S；
六、将参考探测器12安装在水平电动位移台13上并调节其在水平电动位移台13上的位置，使用激光器14将参考探测器12对准出口光阑10中心位置；
七、调节水平电动位移台13在主光轨1-1上的位置，使出口光阑10距离参考探测器12距离为P，根据参考探测器12读数得此处的辐照度为Q；
八、根据获得的上述参数，计算得到待测探测器11处的辐照度场为E＝Q·P2/L2；
九、如果需要测试其它辐照度下的待测探测器响应，则调整入口光阑5、出口光阑10、水平电动位移台13位置，重复步骤二至八，实现不同强度的辐照度场；并根据测试结果绘制待测探测器11的辐照度响应E-S曲线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的技术范围内所作的任何修改、等同替代和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.日盲紫外辐照度定标装置，包括垂直放置的呈L形的主光轨(1-1)和副光轨(1-2)；所述副光轨上依次设置聚光镜(2)、紫外光源(3)、准直镜(4)、入口光阑(5)和屏蔽罩(6)；主光轨上设置出口光阑(10)和水平电动位移台(13)，在主光轨(1-1)和副光轨(1-2)的垂直处设有积分球(7)；参考探测器(12)和待测探测器(11)放置在水平电动位移台(13)上；
所述紫外光源(3)出射的光通过聚光镜(2)和准直镜(4)后出射准直紫外光；所述积分球(7)的入口和出口分别设有入口光阑(5)和出口光阑(10)，所述入口光阑(5)和出口光阑(10)分别用于控制积分球(7)入口的辐射能通量和控制积分球(7)出口的辐射能通量；屏蔽罩(6)，用于屏蔽环境杂散光；移动水平电动位移台(13)使待测探测器(11)和参考探测器(12)分别对准出口光阑(10)的中心位置，实现日盲紫外辐照度的定标。
2.根据权利要求1所述的日盲紫外辐照度定标装置，其特征在于，所述主光轨(1-1)上还装配有磁栅尺、皮带传动仪、光轨电移台；所述磁栅尺用于精确测量光轨上两点间的距离；光轨电移台用于电动控制皮带传动仪转动，实现调节水平电动位移台(13)到出口光阑(10)的距离；所述副光轨(1-2)上装配有磁栅尺和皮带传动仪。
3.根据权利要求1所述的日盲紫外辐照度定标装置，其特征在于，所述积分球(7)内表面用聚四氟乙烯粉末压制，其反射率ρ>95％；所述积分球(7)上还设有积分球附加口，用于安装硅探测器(8)，通过电缆与弱电流计(9)相连接,监测积分球内壁辐照度变化。
4.根据权利要求1所述的日盲紫外辐照度定标装置，其特征在于：所述出口光阑(10)为环形；外径为Φ60mm；内径分为三档，分别为Φ20mm、Φ6.325mm和Φ2mm。
5.根据权利要求1所述的日盲紫外辐照度定标装置，其特征在于，采用激光器(14)实现出口光阑(10)中心与参考探测器(12)或待测探测器(11)对准。
6.根据权利要求1所述的日盲紫外辐照度定标装置，其特征在于，参考探测器(12)内部配有日盲紫外带通滤光片，日盲紫外带通滤光片的响应波段为240nm～280nm。
7.根据权利要求1所述的日盲紫外辐照度定标装置，其特征在于，所述紫外光源(3)为高稳定紫外氘灯。
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