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基于光线追迹法的低温辐射计光吸收腔设计
1
作者
俞兵
储隽伟
+7 位作者
范纪红
腾国奇
王曼
杨传森
郭磊
袁林光
李燕
金伟其
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第8期445-450,共6页
当前,工作在液氦温度的低温辐射计可以有效规避电路系统中非自发加热带来的误差,是国际上精度最高的光功率计量设备。理想低温辐射计在工作过程中,其核心器件-吸收腔对相同的热功率与电功率应当表现出相同的温升。然而对于实际情况,由...
当前,工作在液氦温度的低温辐射计可以有效规避电路系统中非自发加热带来的误差,是国际上精度最高的光功率计量设备。理想低温辐射计在工作过程中,其核心器件-吸收腔对相同的热功率与电功率应当表现出相同的温升。然而对于实际情况,由于吸收腔涂层中复杂的光-物质相互作用,系统的光-电加热路径难以重合,黑体腔热传导分布的梯度差异导致误差的产生。当前国际上对光电不等效性产生的影响仍缺乏直观清晰的认知。在此,利用蒙特卡洛光线追迹方法,文中对低温辐射计吸收腔辐照度的空间分布进行了仿真。计算表明:当吸收腔斜底角控制在60°,涂层吸收率达到0.95时,系统在激光进入的第一次与第二次反射中分别吸收了98%与1.9%的能量,比例约为51.2∶1。通过在吸收腔斜底板和下侧面同时布置加热器,可实现光加热、电加热路径的耦合。进一步地,通过分别计算单加热器与双加热器布置下系统温度随时间的变化,文中证明了加热路径的不同将引入约为0.005%的光电不等效性。
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关键词
低温辐射计
光电不等效性
加热器布置
光线追迹法
吸收腔
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职称材料
4K低温辐射计的吸收腔吸收率测试技术研究
2
作者
俞兵
范纪红
+9 位作者
袁林光
李燕
郭磊
王啸
储隽伟
秦艳
孙宇楠
张灯
尤越
金伟其
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第9期333-340,共8页
为了实现低温辐射计工作温度4 K条件下吸收腔吸收率的测量,研究了变温条件下吸收腔吸收率的测量方法。通过在低温辐射计布儒斯特窗口前设计反射监测组件,并控制低温辐射计工作在10Pa的真空环境下,调节低温辐射计制冷温度,分别测量室温...
为了实现低温辐射计工作温度4 K条件下吸收腔吸收率的测量,研究了变温条件下吸收腔吸收率的测量方法。通过在低温辐射计布儒斯特窗口前设计反射监测组件,并控制低温辐射计工作在10Pa的真空环境下,调节低温辐射计制冷温度,分别测量室温条件和不同温度条件下低温辐射计吸收腔在632.8 nm处的反射信号,结合利用传统积分球法在室温条件下低温辐射计吸收腔632.8 nm处反射率的测量结果,通过计算可精确得到不同温度条件下低温辐射计吸收腔的吸收率。实验测量吸收腔在室温条件和4 K温度条件下的吸收率,分别为0.999 76和0.999 71,对4 K条件下低温辐射计吸收腔吸收率的测量不确定度进行评定,得到的结果显示其相对扩展不确定度为0.005%(k=2)。
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关键词
低温辐射计
吸收腔
反射率
吸收率
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职称材料
题名
基于光线追迹法的低温辐射计光吸收腔设计
1
作者
俞兵
储隽伟
范纪红
腾国奇
王曼
杨传森
郭磊
袁林光
李燕
金伟其
机构
北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室
西安应用光学研究所
北京东方计量测试研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第8期445-450,共6页
基金
国防科工局技术基础项目(JSJL2018208A001)。
文摘
当前,工作在液氦温度的低温辐射计可以有效规避电路系统中非自发加热带来的误差,是国际上精度最高的光功率计量设备。理想低温辐射计在工作过程中,其核心器件-吸收腔对相同的热功率与电功率应当表现出相同的温升。然而对于实际情况,由于吸收腔涂层中复杂的光-物质相互作用,系统的光-电加热路径难以重合,黑体腔热传导分布的梯度差异导致误差的产生。当前国际上对光电不等效性产生的影响仍缺乏直观清晰的认知。在此,利用蒙特卡洛光线追迹方法,文中对低温辐射计吸收腔辐照度的空间分布进行了仿真。计算表明:当吸收腔斜底角控制在60°,涂层吸收率达到0.95时,系统在激光进入的第一次与第二次反射中分别吸收了98%与1.9%的能量,比例约为51.2∶1。通过在吸收腔斜底板和下侧面同时布置加热器,可实现光加热、电加热路径的耦合。进一步地,通过分别计算单加热器与双加热器布置下系统温度随时间的变化,文中证明了加热路径的不同将引入约为0.005%的光电不等效性。
关键词
低温辐射计
光电不等效性
加热器布置
光线追迹法
吸收腔
Keywords
cryogenic radiometer
optical-electrical non-equivalency
heater arrangement
ray-tracing method
absorption chamber
分类号
O514.2 [理学—低温物理]
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职称材料
题名
4K低温辐射计的吸收腔吸收率测试技术研究
2
作者
俞兵
范纪红
袁林光
李燕
郭磊
王啸
储隽伟
秦艳
孙宇楠
张灯
尤越
金伟其
机构
北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室
西安应用光学研究所
中国科学院重庆绿色智能技术研究院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第9期333-340,共8页
基金
国防科工局技术基础项目(JSJL2018208A001)。
文摘
为了实现低温辐射计工作温度4 K条件下吸收腔吸收率的测量,研究了变温条件下吸收腔吸收率的测量方法。通过在低温辐射计布儒斯特窗口前设计反射监测组件,并控制低温辐射计工作在10Pa的真空环境下,调节低温辐射计制冷温度,分别测量室温条件和不同温度条件下低温辐射计吸收腔在632.8 nm处的反射信号,结合利用传统积分球法在室温条件下低温辐射计吸收腔632.8 nm处反射率的测量结果,通过计算可精确得到不同温度条件下低温辐射计吸收腔的吸收率。实验测量吸收腔在室温条件和4 K温度条件下的吸收率,分别为0.999 76和0.999 71,对4 K条件下低温辐射计吸收腔吸收率的测量不确定度进行评定,得到的结果显示其相对扩展不确定度为0.005%(k=2)。
关键词
低温辐射计
吸收腔
反射率
吸收率
Keywords
cryogenic radiometer
absorbing cavity
reflectivity
absorptivity
分类号
TN205 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于光线追迹法的低温辐射计光吸收腔设计
俞兵
储隽伟
范纪红
腾国奇
王曼
杨传森
郭磊
袁林光
李燕
金伟其
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
2
4K低温辐射计的吸收腔吸收率测试技术研究
俞兵
范纪红
袁林光
李燕
郭磊
王啸
储隽伟
秦艳
孙宇楠
张灯
尤越
金伟其
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
0
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