光学 精密工程
2023, 31(16): 2319
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海卫星工程研究所, 上海 200240
为了扩展动态测量范围, 提高对较低的激光功率的测量不确定度, 对太阳辐照度绝对辐射计的测量方法进行了研究与改进。首先, 重复测量各个激光功率的响应度, 分析由响应度引入的系统误差对测量不确定度的影响; 其次, 提出改进的测量方法, 通过两次电定标实时修正光功率附近小功率区间的响应度; 最后, 使用新方法和传统方法测量各个功率的激光, 比较测量不确定度。实验结果表明: 根据宽功率区间获得的响应度的相对不确定度为2.7%, 测量较低的激光功率时, 不可忽略由响应度引入的误差。当激光功率低于20 mW时, 改进方法的相对测量不确定度仍为0.1%, 具有更好的稳定性, 补偿了响应度误差。因此, 电定标与光定标差距非常大, 不具备可比性, 需两者结合实现全动态范围定标; 该方法可以扩展动态测量范围, 对于定标太阳辐照度绝对辐射计具有重要意义。
测量不确定度 绝对辐射计 响应度 激光功率 定标 measure uncertainty absolute radiometer sensitivity laser power calibration 红外与激光工程
2016, 45(9): 0917001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
考虑在轨绝对辐射定标基准辐射计(ARCPR)要求其测量太阳总辐照度(TSI)的TSI腔的吸收比优于0.999 9,同时测量不确定度在0.001%以下, 本文提出采用在空间和低温环境下性能优越的圆柱形斜底腔作为标定太阳总辐照度的黑体腔,并对斜底腔吸收比进行了测量与研究。介绍了斜底腔的特性,分析了低温辐射计多使用斜底腔作为黑体腔的原因。阐述了替代法测量腔体吸收比的原理,增加了参考光路用于监测激光功率,以提高测量重复性和准确性。通过测量信号与参考光路信号的比值计算了斜体腔的吸收比,并对测量结果进行了不确定度分析。测试实验显示,斜底腔吸收比为0.999 928±0.000 005, 优于ARCPR对标定黑体腔的要求,验证了将斜底腔作为测量太阳总辐照度的TSI腔的可行性。实验还表明: 计算信号电压与参考电压比值,通过比值计算腔体吸收比的方法可以提高测量结果的不确定度,适用于测量超高吸收比腔体的吸收比。
低温辐射计 太阳总辐照度 斜底腔 吸收比测量 替代法 cryogenic radiometer total solar irradiance sloping bottom cavity absorptance measurement substitution method 光学 精密工程
2015, 23(10): 2733