400—1000nm波段基于探測器的絕對光譜輻照度定標方法研究.pdf

1、本文旨在利用近年發(fā)展起來的標準探測器技術(shù)，實現(xiàn)可溯源到低溫輻射計的光譜輻照度絕對定標，有效縮短標準傳遞鏈，提高光譜輻照度的絕對測量精度。首先提出了以標準傳遞探測器為基礎(chǔ)的光譜輻照度絕對定標方案。采用可溯源到低溫輻射計的陷阱式光功率探測器作為絕對量值的基準，以保證輻射功率精度。為準確測量探測器的絕對光譜響應(yīng)率和濾光片光譜透過率，設(shè)計和研制了寬光譜比較系統(tǒng)，其優(yōu)點是可以獨立地評價十幾種影響測量精度的不確定性因素。為了將離散波長輻照度擬合出連

2、續(xù)光譜輻照度，發(fā)展了多次光譜迭代法。論文最后分析了整套方案各部分不確定性因素并對其進行評估。
　　 本文討論、測量、分析了寬光譜比較系統(tǒng)各項不確定度，包括系統(tǒng)線性、雜散光、穩(wěn)定性等等。其中干涉濾光片光譜透過率最難準確測量，需要考慮的因素較多，因此在光路設(shè)計時：(1)采用單光路結(jié)構(gòu)避免分束鏡帶來的分束比誤差；(2)采用大面積離軸拋物面鏡對定標光束精密整形，形成更加均勻的光斑，而且可以減小系統(tǒng)雜散光；(3)采用模塊化的光學設(shè)計，有利

3、于相對獨立和更加準確地分析系統(tǒng)多種不確定性因素的來源和影響；(4)系統(tǒng)全部自動化設(shè)計，防止人為操作帶來的測量誤差，等等。這些措施主要保證系統(tǒng)測量的準確性，同時兼顧穩(wěn)定性、易操作性和通用性。另外，系統(tǒng)采用可靠、成熟的機械設(shè)計，使得系統(tǒng)機械運行、定位方面的不確定性因素分析變得相對獨立、簡單。
　　 本研究將離散絕對輻照度擬合為連續(xù)絕對光譜輻照度，這也是絕對光譜輻照度定標方案的重要環(huán)節(jié)。論文中采用了一種改進的光譜迭代法，該算法以黑體輻

4、射作為物理模型，分別針對發(fā)射率和分布溫度進行迭代，并采用嵌套迭代的方式保證三者在迭代過程中相互約束，在提高計算收斂速度的同時保證了擬合結(jié)果更加接近真實情況。另外在迭代過程中，理論光譜輻照度值與實測值進行比對時，不再采用傳統(tǒng)的以某一波長輻照度值替代整個帶寬內(nèi)輻照度積分值的方法進行比對，而是以整個帶寬內(nèi)輻照度積分值與實測值進行比對，有效的減小了擬合誤差。通過對測量的標準源輻照度值不確定度分析，合成不確定度優(yōu)于2％，與國家傳遞標準的差異小于二