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测器在红外光谱成像红外侦察光谱探测等领域得到广泛使用。
绝对光谱响应率作为表征探测器响应能力的主要参数之,对其高精度标定的需求亟待解决。
现在传统方法,即基于标准辐射源的定标方法已无法满足诸多高精度绝对光谱响应率的应用需求。
目前,国内还没有建立基于激光光源和低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率校准装臵,主要原因是缺少光功率稳定光束质量高的激光光源,以及性能稳定的长波红外传递标准探测器。
器绝对光谱响应率的高准确度校准。
光电探测器的绝对光谱响应率是表征光电探测器性能的基本参数,即波长为的光辐射入射到光电探测器上,探测器输出的电信号电压或电流与入射光辐射功率的比值,用表示。
图长波红外探测器绝对光谱响应率校准装臵原理图长波红外功率稳定激光源校准装臵使用可调谐稳频激光器,作光源,其可调谐输出谱线共条,对应低温辐射计基础上长波红外绝对光谱响应率测量光学论文原因是缺少光功率稳定光束质量高的激光光源,以及性能稳定的长波红外传递标准探测器。
针对此问题,开展了以激光为光源,以低温辐射计为光功率测量基准的长波红外绝对光谱响应率量值溯源技术研究。
课题组选用可调谐稳频激光器作为光源,以低温辐射计作为光功率测量基准采用晶体电光调制器搭建了激光功率稳定控制系统根据光束传输理论,搭建长波红外空间滤波器以优化光束质量采用积分球与探测器组合,研制了等计量机构均建立了基于低温辐射计的绝对光谱响应率校准装臵。
在长波红外波段,以激光器作为光源,在波段内对探测器的绝对光谱响应率进行校准,测量不确定度达到。
在波长点对热释电探测器进行绝对光谱响应率校准,测量不确定度达到,实现长波红外探测器绝对光谱响应率的高准确度测量。
摘要长波红外光谱是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的光谱光通过偏振片对竖直偏振方向进行优化。
光闸的开关由计算机控制,实现低温辐射计电加热过程中遮挡入射激光,小孔光阑的直径大小为,用以遮挡进入低温辐射计的散射光。
低温辐射计基础上长波红外绝对光谱响应率测量光学论文。
关键词低温辐射计电磁辐射绝对光谱响应率长波红外光谱长波红外探测器长波红外光谱是介于中红外波段和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的辐射波段和地球第大气窗口,相由于长波红外激光不可见,而且低温辐射计内象限探测器对长波红外不响应,为了让长波红外激光完全准直入射进入低温辐射计吸收腔,引入的激光作为引导光辅助调节,如图所示。
首先,的激光光束过空间滤波器进行光束质量优化后,经过反射镜入射到双色片。
双色片前表面镀有可见光高反膜,前后表面镀有长波红外光增透膜,实现对可见光高反,对长波红外激光高透,该镜片在调节两束激光共线时必不可少。
第,通过调节反。
在我们前期的研究工作中,参考文献详细介绍了长波红外探测器绝对光谱响应率测量激光源的组成及工作原理。
图空间滤波器前后长波红外激光光斑形状空间滤波前空间滤波后低温辐射计的光束对准校准装臵测量长波红外激光的光功率使用和联合研制的低温辐射计。
针对长波红外光谱的特殊性,低温辐射计设计了窗口厚度的材料,按照材料的布儒斯特角倾斜。
根据折射率公式。
窗口设计了可上下左右平移和角度微调的旋钮,实现对不同波长的长波红外激光进行角度微调。
布儒斯特窗口与低温辐射计主腔体之间通过长的真空波纹管连接,如图所示。
在测量布儒斯特窗口透过率时,为避免窗口的拆卸和复原,采用将布儒斯特窗的位臵固定,低温辐射计主腔体平移出主光路的实验方案,提高了窗口透过率测量的准确度。
课题组开展了传递标准探测器空间均匀性的测试,传递标准探测器的输出信号经过前臵放大器放大后输出,束经透镜会聚到针孔,由针孔拦截光束的高频分量,输出衍射艾利斑,之后光束通过与透镜焦距相同的透镜实现光束的准直。
利用光阑孔选择主光束的级最大衍射光斑,实现激光光束的空间滤波。
利用长波红外光斑轮廓分析仪型号分别测量空间滤波前和空间滤波后光斑形状,激光波长,光斑直径,测量结果如图所示。
在我们前期的研究工作中,参考文献详细介绍束激光共线时必不可少。
第,通过调节反射镜,和,实现长波红外激光与可见引导光共线,在此过程,使用长波红外光斑轮廓分析仪进行辅助调节,直至光束准直入射进低温辐射计黑体腔。
第,关闭引导光,使用低温辐射计对长波红外光功率进行准确测量。
经过计算,长波红外激光和可见激光以的入射角入射进厚度的窗口时,由于光的折射作用导致两束光平移量的差值约,对共线调节影响很小,可以忽略不计。
如图所示低温辐射计基础上长波红外绝对光谱响应率测量光学论文,可以计算出的入射激光布儒斯特角为。
窗口设计了可上下左右平移和角度微调的旋钮,实现对不同波长的长波红外激光进行角度微调。
布儒斯特窗口与低温辐射计主腔体之间通过长的真空波纹管连接,如图所示。
在测量布儒斯特窗口透过率时,为避免窗口的拆卸和复原,采用将布儒斯特窗的位臵固定,低温辐射计主腔体平移出主光路的实验方案,提高了窗口透过率测量的准确度。
低温辐射计基础上长波红外绝对光谱响应率测量光学论文高频分量和杂散光,优化激光光束质量。
激光光束经透镜会聚到针孔,由针孔拦截光束的高频分量,输出衍射艾利斑,之后光束通过与透镜焦距相同的透镜实现光束的准直。
利用光阑孔选择主光束的级最大衍射光斑,实现激光光束的空间滤波。
利用长波红外光斑轮廓分析仪型号分别测量空间滤波前和空间滤波后光斑形状,激光波长,光斑直径,测量结果如图所示量。
目前,对电学参数的测量可以达到很高的精度对光功率的测量,公认是溯源到低温辐射计。
英国的国家物理实验室美国的国家标准技术研究院等计量机构均建立了基于低温辐射计的绝对光谱响应率校准装臵。
在长波红外波段,以激光器作为光源,在波段内对探测器的绝对光谱响应率进行校准,测量不确定度达到。
在波长点对热释电探测器进行绝对光谱响应率校准,测量不确定度达到,实现长波红放大器用直流稳压电源供电。
通过对探测器入射孔径中心的区域进行扫描,步进为。
探测器的响应率空间均匀性具有空间对称结构,如图所示。
当功率为的激光入射到传递标准探测器时,探测器的空间响应均匀性小于。
由于激光光束的直径约为,则由探测器空间响应均匀性引入的不确定度符合均匀分布,即不确定度优于。
图长波红外激光功率稳定测试结果第,激光入射到由两个透镜和个针孔组成的空间滤波系统,利用傅里叶变换滤除激光光束了长波红外探测器绝对光谱响应率测量激光源的组成及工作原理。
图空间滤波器前后长波红外激光光斑形状空间滤波前空间滤波后低温辐射计的光束对准校准装臵测量长波红外激光的光功率使用和联合研制的低温辐射计。
针对长波红外光谱的特殊性,低温辐射计设计了窗口厚度的材料,按照材料的布儒斯特角倾斜。
根据折射率公式,可以计算出的入射激光布儒斯特角为,在入射进低温辐射计前,长波红外激光通过偏振片对竖直偏振方向进行优化。
光闸的开关由计算机控制,实现低温辐射计电加热过程中遮挡入射激光,小孔光阑的直径大小为,用以遮挡进入低温辐射计的散射光。
低温辐射计基础上长波红外绝对光谱响应率测量光学论文。
图长波红外激光功率稳定测试结果第,激光入射到由两个透镜和个针孔组成的空间滤波系统,利用傅里叶变换滤除激光光束中高频分量和杂散光,优化激光光束质量。
激光探测器绝对光谱响应率的高准确度测量。
由于长波红外激光不可见,而且低温辐射计内象限探测器对长波红外不响应,为了让长波红外激光完全准直入射进入低温辐射计吸收腔,引入的激光作为引导光辅助调节,如图所示。
首先,的激光光束过空间滤波器进行光束质量优化后,经过反射镜入射到双色片。
双色片前表面镀有可见光高反膜,前后表面镀有长波红外光增透膜,实现对可见光高反,对长波红外激光高透,该镜片在调节两低温辐射计基础上长波红外绝对光谱响应率测量光学论文谱长波红外探测器长波红外光谱是介于中红外波段和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的辐射波段和地球第大气窗口,相对于短波和中波红外辐射,长波红外辐射受大气散射影响较小。
因此,长波红外辐射在红外夜视资源探测精确制导安防报警等科研及国防领域具有极其重要的应用,为国家综合实力的重要体现。
为实现长波红外探测器绝对光谱响应率的测量,需要对探测器的入射光功率和响应电压或电流分别进行准确测对此问题,开展了以激光为光源,以低温辐射计为光功率测量基准的长波红外绝对光谱响应率量值溯源技术研究。
课题组选用可调谐稳频激光器作为光源,以低温辐射计作为光功率测量基准采用晶体电光调制器搭建了激光功率稳定控制系统根据光束传输理论,搭建长波红外空间滤波器以优化光束质量采用积分球与探测器组合,研制了性能稳定可靠的标准传递探测器,建立了长波红外探测器绝对光谱响应率高准确度校准装臵,的波长范围覆盖,最大输出功率为,满足长波红外探测器绝对光谱响应率测量要求。
激光器输出激光光束直径,光束发散角,功率稳定性,波长稳定性。
通过调节激光器尾部螺旋测微旋钮改变谐振腔腔长,实现对应波长的选择。
摘要长波红外光谱是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的光谱辐射波段和地球第大气窗口,相对于短波和中波光谱辐射,长波红外辐射受大气散射影响较性能稳定可靠的标准传递探测器,建立了长波红外探测器绝对光谱响应率高准确度校准装臵,实现长波红外光谱范围探测器绝对光谱响应率的高准确度校准测量。
选择可调谐激光器输出的波长值和分别对积分球型探测器进行了测量。
实验结果表明,利用低温辐射计准确测量光功率,光功率测量不确定度优于探测器绝对光谱响应率测量不确定度优
