余弦响应误差对光谱辐射照度测量的影响规律及修正方法研究

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作者 王玲玲 李玲 +3 位作者 潘江 代彩红 吴志峰 王彦飞 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第6期1739-1743,共5页

精确的光谱辐射照度测量在地球观测领域至关重要,外场光辐射测量中,常采用余弦漫射器提高不同方位角下辐射照度测量结果的准确性,余弦响应特性是光谱辐射照度仪器在外场测量中的关键影响因素。对常用地物观测光谱辐射照度仪器的余弦响... 精确的光谱辐射照度测量在地球观测领域至关重要,外场光辐射测量中,常采用余弦漫射器提高不同方位角下辐射照度测量结果的准确性,余弦响应特性是光谱辐射照度仪器在外场测量中的关键影响因素。对常用地物观测光谱辐射照度仪器的余弦响应特性开展研究,设计建立余弦响应特性测量装置,通过实验方法获得不同角度下仪器光谱辐射测量结果的变化规律,利用MATLAB软件对测量结果进行余弦曲线拟合,对比分析传统角度响应归一化法和偏移角度响应归一化法对仪器余弦误差的影响。相较于使用传统归一化方法,采用偏移归一化方法后光谱辐射照度仪器的最大余弦误差从11.2%降低至7.7%,几乎不依赖波长变化,这主要由于仪器内部光路结构和漫射材料限制,当入射角θ发生变化,光谱辐射照度角度响应偏离了余弦函数。为此,基于仪器余弦响应特性及余弦误差实验结果,提出一种光谱辐射照度余弦误差修正方法,通过单波长拟合函数外推至全部波段进行修正处理,仪器的光谱辐射照度修正值与标准余弦响应曲线偏差低于1.7%,在-55°~55°范围内余弦误差降至2%以下。该修正方法大幅降低了余弦误差对仪器测量结果的影响,提高了仪器在不同方位角下的测量准确性,进一步满足对地观测、海洋遥感等现场测量的高精度应用需求。 展开更多

关键词 光谱辐射照度仪器 余弦响应特性 余弦误差 修正方法

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Mini LED直显屏的灰阶响应时间特性测试方法研究

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作者 欧阳琦 程阳 +1 位作者 陈赤 余丹艳 《中国测试》 北大核心 2025年第2期106-111,共6页

随着LED显示技术的快速发展,人们对屏幕显示的要求也越来越高,Mini LED凭借其高分辨率和高对比度的特性已逐渐成为微小型投影显示设备的重点研究对象。响应时间是描述显示设备的重要指标参数,该文提出并搭建Mini LED直显屏的响应时间测... 随着LED显示技术的快速发展,人们对屏幕显示的要求也越来越高,Mini LED凭借其高分辨率和高对比度的特性已逐渐成为微小型投影显示设备的重点研究对象。响应时间是描述显示设备的重要指标参数,该文提出并搭建Mini LED直显屏的响应时间测试装置,并且实验测试Mini LED直显屏在不同刷新率及不同显示颜色时的灰阶响应时间。该测试装置能够实时稳定对Mini LED直显屏进行驱动控制,并且有效获取Mini LED直显屏的灰阶响应时间。测试结果表明,当显示屏显示三原色时,显示红色时显示屏响应时间最短,显示绿色时响应时间适中,显示蓝色时响应时间最长;随着Mini LED直显屏的刷新率加快,灰阶响应时间缩短。 展开更多

关键词 Mini LED直显屏 灰阶响应时间 刷新率 实时测试

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光压型高功率激光测量装置的测量重复性研究 被引量：5

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作者 赵利强 孙振山 +3 位作者 于东钰 杨宏 张云鹏 孙青 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期382-389,共8页

测量重复性是光压测量装置的最大不确定度分量,直接影响测量结果的准确性。为了在高功率激光测量过程中提高功率测量的准确度,搭建了基于光压的高功率激光测量装置,进行了质量测量重复性实验和激光功率测量重复性实验,对两个实验的结果... 测量重复性是光压测量装置的最大不确定度分量,直接影响测量结果的准确性。为了在高功率激光测量过程中提高功率测量的准确度,搭建了基于光压的高功率激光测量装置,进行了质量测量重复性实验和激光功率测量重复性实验,对两个实验的结果进行了比较分析。实验结果显示,光压测量装置的测量重复性随被测质量和被测功率的增大而逐渐降低,表明光压方法在测量高功率激光时更具优势。在激光功率测量重复性实验中,由于避免了偏载和气流扰动的影响,因此激光功率测量重复性优于根据等效质量计算的测量重复性。研究结果对后续进一步提高光压方法的测量准确度具有指导意义。 展开更多

关键词 高功率激光 光压 测量重复性 质量

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光学密度可见光区光谱特性的理论分析与实验研究 被引量：1

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作者 刘子龙 陈锐 +2 位作者 廖宁放 李在清 王煜 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3315-3318,共4页

光学密度是评价光学影像材料的具有唯一性的指标。随着高分子影像等的发展,对光学密度的光谱特性的要求也逐渐提高。2001年ISO对光学密度的测量条件作了新的修改规定。按照ISO新标准的光谱特性要求设计了新国家光学透射密度基准装置的... 光学密度是评价光学影像材料的具有唯一性的指标。随着高分子影像等的发展,对光学密度的光谱特性的要求也逐渐提高。2001年ISO对光学密度的测量条件作了新的修改规定。按照ISO新标准的光谱特性要求设计了新国家光学透射密度基准装置的组件结构,提出了一种基于光谱特性的光学密度理论测量方案,并进行了实验研究,将光学密度的光谱不确定度提高到0.001 1(0<D<4.0)和0.003 1(4.0≤D<6.0),比国际先进水平有了大幅度提高。 展开更多

关键词 光学密度计量 光谱函数匹配 可见光谱滤光 不确定度分析

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积分球辐射光源照度均匀性研究 被引量：24

5

作者 赫英威 李平 +2 位作者 吴厚平 李成 熊利民 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期548-553,共6页

针对CCD等焦面阵列光电器件常被置于积分球辐射光源出口平面进行测试的误区,研究了积分球辐射光源照度分布的均匀性,得到了合理使用积分球光源测试光电器件的依据。基于数值解析方法和蒙特卡罗方法,建立了理想积分球辐射光源照度均匀性... 针对CCD等焦面阵列光电器件常被置于积分球辐射光源出口平面进行测试的误区,研究了积分球辐射光源照度分布的均匀性,得到了合理使用积分球光源测试光电器件的依据。基于数值解析方法和蒙特卡罗方法,建立了理想积分球辐射光源照度均匀性数学模型和非理想积分球辐射光源照度均匀性仿真模型,分析了与积分球光源出口不同距离处光电器件受光面上照度分布情况,并实验测试了两套积分球辐射光源照度分布情况,得到了与积分球辐射光源不同距离处光电器件受光面上照度均匀性分布规律。研究表明:当光电器件受光面直径小于积分球光源出口直径一半、光电器件和积分球出口之间的距离与积分球出口直径的比值在3至5之间时,可在光电器件受光面上获得均匀性优于99%的照度场。 展开更多

关键词 光学测试 积分球 照度均匀性 光电器件 标定

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200～400 nm短波紫外光谱辐射照度国家基准装置的研究与建立 被引量：5

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作者 代彩红 吴志峰 +1 位作者 王彦飞 李玲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2640-2644,共5页

针对我国短波紫外光谱辐射照度测量能力缺失的问题,基于高温黑体辐射源, 2017年中国计量科学研究院NIM自主研制了200~400 nm光谱辐射照度国家基准装置。组建氘灯副基准灯组,实现基准量值的独立复现、保存和传递。在国内形成了以氘灯为... 针对我国短波紫外光谱辐射照度测量能力缺失的问题,基于高温黑体辐射源, 2017年中国计量科学研究院NIM自主研制了200~400 nm光谱辐射照度国家基准装置。组建氘灯副基准灯组,实现基准量值的独立复现、保存和传递。在国内形成了以氘灯为传递标准的光谱辐射照度计量基标准和量传体系,为各应用领域提供最高溯源标准。针对基准系统中温度测量、带宽、信噪比、荧光等主要误差源,逐一突破关键测量技术,提升基准的测量准确度:将高温黑体的温度测量直接溯源至铂-碳Pt-C和铼-碳Re-C固定点黑体,采用钨碳-碳WC-C高温共晶点测温技术进行验证,在3 021 K固定点与俄罗斯计量院VNIIOFI的偏差仅0.07 K,将200 nm的测量不确定度减小0.2%;针对黑体和氘灯光谱形状显著差异导致的光谱带宽误差,提出基于微分求积的七点带宽修正法,在200 nm,误差减小0.86%;提出绝对和相对互补型测量原理,将200 nm的测量重复性误差减小约20倍;采用选择性滤波技术,成功消除系统内荧光对测量结果的影响。 3 021 K时黑体温度的测量不确定0.64 K,腔底不均匀性小于0.17 K,测量期间黑体温度漂移小于0.2 K,双光栅单色仪的波长误差不超过±0.01 nm。氘灯副基准的标准测量不确定度为: 200~250 nm, U rel =4.0%~1.3%;250~330 nm, U rel =1.3%~1.2%;330~400 nm, U rel =1.2%~1.9%,整体技术指标达到国际先进水平。研究成果填补了200~400 nm基于氘灯的光谱辐射照度国家基准的空白,使我国具备能力参加国际计量局组织的CCPR-K1.b国际关键比对,与传统以卤钨灯为传递标准的光谱辐射照度国家基准实现了有效衔接。在250~400 nm重合波段,两种传递标准量值的平均相对偏差为0.39%,在声称的不确定度范围内一致。 展开更多

关键词 氘灯 光谱辐射照度 高温黑体 国家基准 测量不确定度

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光谱辐射测量仪器温度修正方法的研究及验证 被引量：5

7

作者 李玲 代彩红 +1 位作者 吴志峰 王彦飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1965-1969,共5页

光谱辐射定标是光学遥感仪器研制中的关键环节。深入分析实验室定标的光谱辐射测量仪器至户外应用的不确定度来源,环境温度是限制仪器户外高精度测量的最主要因素之一。传统的光谱辐射度实验室定标通常在室温(~25℃)下进行,而户外光谱... 光谱辐射定标是光学遥感仪器研制中的关键环节。深入分析实验室定标的光谱辐射测量仪器至户外应用的不确定度来源,环境温度是限制仪器户外高精度测量的最主要因素之一。传统的光谱辐射度实验室定标通常在室温(~25℃)下进行,而户外光谱辐射测量处于不同温度环境,严重影响仪器测量的准确度。设计搭建实验测量系统,采用遥感辐射领域常用的光谱辐射测量仪器,研究环境温度对光谱辐射测量的影响。实验结果显示:常用光谱辐射计(CR-280)的测量结果受温度影响明显,在10~40℃之间变化时,仪器光谱辐射亮度测量值在400~700nm波段内的偏差为±5%左右,而700~1050nm内的偏差高达±15%左右。这主要由于仪器采用硅探测器,红外波段恰好与硅的带边接近,硅探测器易受温度影响,温度增加硅的带边会向长波方向移动,光谱辐射计的响应度也随之增加。基于实验数据统计分析,提出一种适用于不同类型光谱辐射计的温度修正方法,相对于传统的斜率/截距(S/B)算法适用性更广,还可由公式计算出任意温度下的修正结果。修正后CR-280红外波段的偏差(950nm左右)由±10%降低为±1%,明显减小了因户外使用与实验室定标温度不同造成的测量结果偏差。此外,利用不同类型光谱辐射测量仪器(Avantes及SVCHR-1024)对温度修正方法进行验证。环境温度变化时光谱仪Avantes(VIS/NIR)的测量结果存在较大偏差(1060nm高达±17%)。通过温度修正方法运算,仪器修正值与定标值的偏差在±1%以内。光谱辐射计(SVCHR-1024)不同波段的测量值,与定标值的偏差受温度影响不同。这主要由于:仪器由Si、制冷型InGaAs及扩展InGaAs探测器组成,Si探测器受温度影响大,950~1000nm波段测量值与定标值的偏差高达±10%。而制冷型InGaAs可有效控制探测器温度,受温度的直接影响相对小。但随温度增加,InGaAs探测器制冷效果受限(制冷最佳工作温度为20℃),测量结果产生偏差(1%~3%)。同样,利用温度修正公式对不同温度下SVCHR-1024的测量结果进行修正运算,仪器因温度变化引起的偏差可降低至±1%以内。 展开更多

关键词 光谱辐射度测量 仪器 温度 修正方法

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光谱辐射照度标准灯的数据插值与曲线拟合方法研究 被引量：5

8

作者 黄勃 代彩红 于家琳 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期44-49,共6页

介绍了多种插值方法与曲线拟合方法,对光谱辐射照度标准灯在所需波长间隔上的照度值进行内插运算,包括这些方法的模型建立、参数计算及误差分析过程。得到了效果较好的插值方法及分段普朗克曲线拟合模型,其中拟合模型较好地体现了光谱... 介绍了多种插值方法与曲线拟合方法,对光谱辐射照度标准灯在所需波长间隔上的照度值进行内插运算,包括这些方法的模型建立、参数计算及误差分析过程。得到了效果较好的插值方法及分段普朗克曲线拟合模型,其中拟合模型较好地体现了光谱辐射照度标准灯的灯丝发射率及灯壳的光谱透射比。最终结果的相对偏差接近国家级计量院提供标准灯的最佳不确定度0.2%。 展开更多

关键词 光谱辐射照度标准灯 插值法 曲线拟合函数 相对偏差

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Czerny-Turner型双光栅单色仪的波长驱动与波长校准研究 被引量：4

9

作者 欧阳慧泉 代彩红 +1 位作者 黄勃 吴志峰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1105-1108,共4页

单色仪在实际光谱测量前需要进行波长校准。文中分析了波长驱动原理,并推导了Cz-erny-Turner双光栅单色仪出射波长与步进电机脉冲数的关系式。在此基础上进行了波长校准实验。使用低压汞灯作为校准光源,在紫外波段和可见波段蓝端,扫描... 单色仪在实际光谱测量前需要进行波长校准。文中分析了波长驱动原理,并推导了Cz-erny-Turner双光栅单色仪出射波长与步进电机脉冲数的关系式。在此基础上进行了波长校准实验。使用低压汞灯作为校准光源,在紫外波段和可见波段蓝端,扫描多条低压汞灯特征谱线,得到单色仪的指示波长与信号强度的关系数据。计算出单色仪出射这些谱线时使用的波长修正量。最后使用曲线拟合方法得到250nm～450nm光谱范围内单色仪出射任意波长时对应修正量的计算式。波长校准保证了单色仪的波长准确性。 展开更多

关键词 Czerny-Turner单色仪 波长驱动 波长校准

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基于光谱密度的差分吸收光谱法气体测量系统的校准研究（英文） 被引量：3

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作者 刘子龙 孙利群 +3 位作者 郭崟 杨怀栋 丁武文 张巧香 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1302-1306,共5页

差分吸收光谱法(DOAS)是基于朗伯比尔定律的光谱法测量气体的重要方法,按此原理建立的测量系统是测量痕量气体的主要方法。用于测量痕量气体的DOAS系统的关键是其检出限的校准,传统的方法是使用标准气体进行校准。但是由于标准气体自身... 差分吸收光谱法(DOAS)是基于朗伯比尔定律的光谱法测量气体的重要方法,按此原理建立的测量系统是测量痕量气体的主要方法。用于测量痕量气体的DOAS系统的关键是其检出限的校准,传统的方法是使用标准气体进行校准。但是由于标准气体自身的量值确定问题,在ppb甚至ppt级的不确定度大于10%,而一般的ppt级的DOAS测量系统本身的不确定度也会高于标准气体,导致传统方法失效。提出一种基于光谱密度的DOAS系统校准方法,利用朗伯比尔定律将DOAS系统的检出限和光谱密度建立关系。由于光谱密度作为光学量值可以测量到10-6甚至更高,所以通过该方法可以实现DOAS系统在ppb乃至ppt级的校准。本方法需要根据待校准的测量系统光学结构的基本参数计算其总的标准光学密度值,然后把标准光学密度片放入测量系统光程中,测得其光学密度值,根据前后两次光学密度计算测量系统的测量偏差,进而分析计算测量系统的标准不确定度和标定的扩展不确定度,所得到的标定的扩展不确定度即为测量系统的检出限。该方法完全基于光学测量,不需引入标准气体评估,基于光学密度的精密测量和测量系统光学结构的装调误差,实现测量系统在较小不确定度水平上的标定,提高检出限标定的精度。本方法在开放光程式的DOAS系统上进行了实验验证。 展开更多

关键词 光谱密度 差分吸收光谱 朗伯比尔定律 校准

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目标光源差异对阵列式光谱辐射计测量的影响及紫外杂散辐射修正研究 被引量：1

11

作者 李玲 吴志峰 +1 位作者 王彦飞 代彩红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期837-841,共5页

应对气候变化预测与灾害天气防范等科学难题,空间观测领域提出高精度的光谱辐射度定标需求。阵列式光谱辐射计存在内部结构缺陷和光学元器件不理想等问题,导致杂散辐射,严重影响光谱辐射度测量结果的准确性。测量多种典型阵列式光谱辐... 应对气候变化预测与灾害天气防范等科学难题,空间观测领域提出高精度的光谱辐射度定标需求。阵列式光谱辐射计存在内部结构缺陷和光学元器件不理想等问题,导致杂散辐射,严重影响光谱辐射度测量结果的准确性。测量多种典型阵列式光谱辐射计的杂散辐射特性,考虑外场目标光源与实验室定标光源不一致对杂散辐射修正的影响,分别基于带通滤光片和可调谐激光器研究紫外杂散辐射修正方法。首先,利用不同光谱透过率的带通滤光片,测量可见及红外光谱辐射引起的紫外杂散信号。针对杂散辐射分布特点,建立数学修正模型,实现高效快捷的杂散辐射修正。地基验证场的光谱辐射亮度测量结果修正后,紫外杂散辐射信号显著降低。对于连续分布的宽谱段光源,带通滤光片修正法具有实验简便易行、测试过程高效等优点。然而,实现非连续分布或窄带光源的高精度杂散辐射修正存在困难。为此,建立基于可调谐激光器的杂散辐射测量系统,解决了各个像素点杂散辐射线扩展函数的测量难题。改变可调谐激光器的输出波长,精细化测量各个像素点的杂散辐射线扩展函数,再推导出杂散辐射信号分布函数,通过MATLAB软件将矩阵反演运算,得到各像素点的杂散辐射修正结果,实现杂散辐射的高精度修正。利用不同类型的阵列式光谱辐射计验证了该修正方法,对于非连续分布的窄带光源,测量结果修正后杂散辐射信号降低了一个数量级,并且谱线两边的杂散宽峰显著消除,大幅降低了紫外波段的测量偏差。针对不同光谱分布的光源,建立了两种优势互补的杂散辐射修正方法,有效改善了阵列式光谱辐射计的紫外测量结果偏差,进一步确保我国地球观测数据的准确性和国际等效互认。 展开更多

关键词 阵列式光谱辐射计 带通滤光片 可调谐激光器 杂散辐射修正

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表面微结构对平面黑体反射比的影响研究 被引量：2

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作者 马宇轩 冯国进 +6 位作者 刘子龙 张巧香 郑春弟 吴厚平 甘海勇 梁凤臣 李雨霄 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1014-1019,共6页

为了研究不同微结构对于平面黑体反射比的影响,设计了40种表面微结构由不同锥齿类别(方锥和圆锥)、高度、疏密程度的排列组合构成的平面黑体样品。样品表面采用同种工艺,喷涂同类型表面吸收涂层,以降低表面反射。利用光谱仪测量样品在... 为了研究不同微结构对于平面黑体反射比的影响,设计了40种表面微结构由不同锥齿类别(方锥和圆锥)、高度、疏密程度的排列组合构成的平面黑体样品。样品表面采用同种工艺,喷涂同类型表面吸收涂层,以降低表面反射。利用光谱仪测量样品在可见和近红外波段的反射比,测量结果表明,微结构可使反射比从平面状态的1.4%降低至近0.4%的水平。在保持其他条件一致时,锥齿高度越高且锥齿越密集,平面黑体反射比越低;锥齿类型不同对反射比影响则不显著;与Tracepro得到的仿真值进行比较,锥齿高度越高,齿面越密集,相对误差越大,相对误差处于10%~65%范围内。 展开更多

关键词 平面黑体 反射比 锥齿形状 锥齿疏密 锥齿高低

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红外光谱辐射亮度测量中温度均匀性和源尺寸效应的研究 被引量：2

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作者 贺书芳 王彦飞 +2 位作者 代彩红 刘金元 冯国进 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期737-742,共6页

在已有的紫外、可见和近红外波段的光谱辐射亮度国家基准的基础上,将光谱辐射亮度的测量范围向红外波段扩展,建立2μm^14μm红外光谱辐射亮度计量基准装置,可为遥感对地观测、气候变化、目标识别、材料发射率测量等领域的红外光谱辐射... 在已有的紫外、可见和近红外波段的光谱辐射亮度国家基准的基础上,将光谱辐射亮度的测量范围向红外波段扩展,建立2μm^14μm红外光谱辐射亮度计量基准装置,可为遥感对地观测、气候变化、目标识别、材料发射率测量等领域的红外光谱辐射定标提供技术支撑。针对红外光谱辐射亮度测量中的温度均匀性和源尺寸效应进行研究,通过定制光阑或限制所用腔口位置实现了温度均匀性的提升;采用光学仿真、增加光阑和简化光路等方法进行了系统源尺寸效应的分析和抑制,有效地降低了源尺寸效应的不确定度。下一步将对系统的非线性效应等参数进行研究,并对整套系统的不确定度进行评估。 展开更多

关键词 光学计量 红外光谱辐射亮度 温度均匀性 源尺寸效应

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光纤型变角度太赫兹时域光谱测量系统研究 被引量：2

14

作者 李正 孙青 +3 位作者 冯美琦 尚亮 邓玉强 李超辰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3379-3383,共5页

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种非常有效的相干光谱探测技术,被广泛应用于材料特性分析、爆炸物探测、医学诊断以及气体检测等众多领域。传统THz-TDS系统采用钛宝石飞秒激光器作为光源,体积大、成本高,限制了THz-TDS的大规模应用。... 太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种非常有效的相干光谱探测技术,被广泛应用于材料特性分析、爆炸物探测、医学诊断以及气体检测等众多领域。传统THz-TDS系统采用钛宝石飞秒激光器作为光源,体积大、成本高,限制了THz-TDS的大规模应用。光纤激光技术近年来发展迅速,光纤飞秒激光器近年来已实现商用,尤其是掺铒光纤飞秒激光器,具有成本低、体积小、稳定性好等优点。采用全光纤的设计方案, THz-TDS系统可设计的非常紧凑和灵活,同时由于飞秒激光在光纤中传输,大大提高了系统的抗环境干扰能力,在工业和现场测量方面具有巨大的应用潜力。但另一方面,由于色散展宽、偏振方向不匹配等效应的影响,会对THz-TDS系统的性能造成严重影响,需要在系统设计时充分考虑。本文设计研制了光纤型THz-TDS系统,对光学、电学和软件三个子系统分别进行了简要介绍。通过插入色散补偿光纤进行色散管理实现了飞秒脉冲宽度的控制,使得到达太赫兹光电导天线的飞秒脉冲宽度保持在50 fs左右,从而消除了因飞秒脉冲展宽导致的太赫兹时域脉冲展宽。通过对飞秒激光偏振态的精确控制,使泵浦激光和探测激光偏振方向与保偏光纤的快轴或慢轴保持平行,避免飞秒脉冲同时沿快慢轴传输导致到达太赫兹天线的时间存在先后,从而消除了太赫兹时域脉冲的分裂现象,获得了信噪比优于12 000的单脉冲太赫兹时域波形。采用变角度光路结构设计,实现了太赫兹透、反射光谱测量的便捷切换,以及变角度太赫兹光谱的测量,给THz-TDS系统的应用带来了很大的方便。 展开更多

关键词 太赫兹 时域光谱 变角度 光纤型 光电导天线

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基于可调谐飞秒激光的光学特性测量装置 被引量：2

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作者 王卫敏 赫英威 +5 位作者 徐以诺 徐楠 井绪峰 刘想靓 傅杨挺 甘海勇 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期717-722,共6页

随着激光技术的快速发展,激光光源在光谱辐射和光学特性测量中得到了广泛的应用。与传统的灯光源相比,激光光源具有高功率、宽光谱和极低的波长不确定度等优点。建立了一套基于宽波段可调谐激光光源的光电探测器响应定标装置,其中激光... 随着激光技术的快速发展,激光光源在光谱辐射和光学特性测量中得到了广泛的应用。与传统的灯光源相比,激光光源具有高功率、宽光谱和极低的波长不确定度等优点。建立了一套基于宽波段可调谐激光光源的光电探测器响应定标装置,其中激光光源的光谱覆盖范围为190 nm^4000 nm,激光脉冲宽度约130 fs,重复频率约80 MHz。为了避免高峰值功率脉冲光对探测器定标的影响并提高测量的线性度,利用光纤的固有特性成功研制了一种可将脉冲光转换成连续光的转换器。同时基于激光光源搭建了一套激光准直和扩束光路,在波长λ=550 nm时得到了非均匀性为0.29%的单色均匀辐射场。该单色均匀辐射场在高精度的探测器定标应用中具有重要的作用,围绕其搭建的定标测量装置在计量领域具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 可调谐激光 光学特性 光谱辐射 光电探测器

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太赫兹阵列探测器响应度校准溯源研究 被引量：2

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作者 高艳姣 方波 +3 位作者 邓玉强 於康杰 戚岑科 蔡晋辉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期1265-1270,共6页

提出了一种太赫兹阵列探测器响应度校准溯源方法。首先,使用阵列探测器的每一像元对太赫兹辐照场中心进行逐一扫描,识别有效像元、死像元和过热像元,并对有效像元响应值进行归一化处理,获得阵列探测器的相对辐照度响应值。其次,使用中... 提出了一种太赫兹阵列探测器响应度校准溯源方法。首先,使用阵列探测器的每一像元对太赫兹辐照场中心进行逐一扫描,识别有效像元、死像元和过热像元,并对有效像元响应值进行归一化处理,获得阵列探测器的相对辐照度响应值。其次,使用中心像元对太赫兹辐照场进行扫描测量,扫描总面积大于太赫兹光斑尺寸,保证太赫兹功率被完整测量,获得中心像元与其他有效像元的太赫兹功率响应值。最后,用标准太赫兹功率计标定高莱功率计,扩展太赫兹功率校准量限,实现微瓦级太赫兹辐射功率测量溯源,用高莱功率计测得的太赫兹辐射源总功率对阵列探测器测得的积分响应值进行校准,得到阵列探测器辐照度响应绝对值。对探测器进行测量校准和不确定度分析,测得辐照度响应度的相对扩展不确定度为U_(rel)=20%(k=2),测量结果可溯源至国家太赫兹辐射功率标准。 展开更多

关键词 计量学 太赫兹辐射功率 阵列探测器标定 响应度校准 不确定度分析

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光谱辐射照度国际关键比对装置、方法与结果分析

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作者 代彩红 王彦飞 +2 位作者 李玲 吴志峰 谢一航 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

基于高温黑体辐射源和双光栅光谱辐射比较测量系统,中国计量科学研究院自主研制了新一代光谱辐射照度国家基准装置,波长范围覆盖230~2550 nm,以一组稳定的卤钨灯作为副基准灯组,保存和传递光谱辐射照度量值。黑体的温度溯源至铂-碳Pt-C... 基于高温黑体辐射源和双光栅光谱辐射比较测量系统,中国计量科学研究院自主研制了新一代光谱辐射照度国家基准装置,波长范围覆盖230~2550 nm,以一组稳定的卤钨灯作为副基准灯组,保存和传递光谱辐射照度量值。黑体的温度溯源至铂-碳Pt-C和铼-碳Re-C共晶点黑体,在3021 K采用钨碳-碳WC-C共晶点黑体进行验证。采用新基准装置,2017年-2019年NIM参加国际计量局组织的光谱辐射照度国际关键比对CCPR-K1.a,比对由全俄光学物理学测量研究院(VNIIOFI)主导,共有12个实验室参加。比对结果表明:除少数实验室外,在250~290、300~1300、1500~2500 nm波长范围,各参比实验室之间的一致性分别为±2.0%、±1.0%和±2.0%。在紫外、可见和近红外波段,NIM与国际比对参考值的平均相对偏差分别为0.13%、0.28%和0.15%。在250~2500 nm全波段,NIM与国际比对参考值的平均相对偏差为0.17%,与2004年平均相对偏差0.9%相比,测量能力提升显著。 展开更多

关键词 光谱辐射照度 国际比对 高温黑体 测量不确定度 国家基准

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基于可调谐激光的光谱辐射照度响应度定标 被引量：9

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作者 吴志峰 代彩红 +4 位作者 赵伟强 徐楠 李玲 王彦飞 林延东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期853-857,共5页

探测器的光谱辐射照(亮)度响应度是辐射定标中最重要的参数之一。传统的光谱辐射定标采用宽谱段光源和单色仪装置测量,新建的激光辐射测量装置采用激光和探测器测量,可以大大降低测量的不确定度。该装置首先将可调谐激光耦合进入积分球... 探测器的光谱辐射照(亮)度响应度是辐射定标中最重要的参数之一。传统的光谱辐射定标采用宽谱段光源和单色仪装置测量,新建的激光辐射测量装置采用激光和探测器测量,可以大大降低测量的不确定度。该装置首先将可调谐激光耦合进入积分球生成均匀的朗伯体单色光源,然后采用低温辐射计量传的标准陷阱探测器和面积已知的光阑,进行400~900 nm探测器的光谱辐射照度响应度标定。研究主要集中在四个方面:(1)低温辐射计仅在某些分立激光波长定标标准探测器,其他激光波长下的光谱响应度必须进行插值,通过对比光谱响应度直接测量方法推导的陷阱探测器量子吸收效率,可以计算插值在其他波长带来的光谱响应度偏差,结果表明400~900 nm数据插值算法的总体偏差小于0.074%;(2)实验采用电荷积分法测量标准探测器和被测探测器的电荷信号,并采用监视探测器消除激光功率起伏以降低激光功率稳定性的影响,测量重复性优于0.1%;(3)针对标准探测器在向低温辐射计溯源和进行光谱辐射照度响应度量传时的激光功率差异,采用激光双光路叠加法测量探测器不同波长下的非线性系数,分析标准探测器光谱非线性带来的测量不确定度,在450,632.8和850 nm波长下,当探测器电流从0.2 mA变到3 nA时的非线性修正小于1.00025;(4)针对标准探测器定标时的功率模式和量传时的辐射照度模式差异,采用二维电控位移平台测量探测器的均匀性并进行修正,测量得到的标准探测器中心直径5 mm的非均匀性小于0.03%。最终采用可调谐激光辐射照度响应度测量装置,可以实现400~900 nm辐射照度响应度测量不确定度0.14%~0.074%(k=1)。实验对比了激光辐照度响应度装置和标准灯-单色仪装置两种方法测量的探测器的光谱辐射照度响应度。测量结果表明两种装置在400~900 nm的响应度标定近似等价,测量偏差全部位于标准灯-单色仪装置的测量不确定度范围内,验证了激光辐照度响应度测量装置的实用性。 展开更多

关键词 低温辐射计 光谱辐射照度响应度 电荷积分法

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阵列式光谱辐射计光学参数测量 被引量：2

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作者 吴志峰 代彩红 +1 位作者 王彦飞 邹巨洪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1902-1907,共6页

研究了阵列式光谱辐射计校准过程中涉及的杂散光和带宽等问题。实验比较了阵列式光谱辐射计在氙灯和卤钨灯照射下进行紫外辐射测量的差异,对差异的来源-杂散光部分进行了测评。采用一组已知透过率的滤光片,通过采集有滤光片和无滤光片... 研究了阵列式光谱辐射计校准过程中涉及的杂散光和带宽等问题。实验比较了阵列式光谱辐射计在氙灯和卤钨灯照射下进行紫外辐射测量的差异,对差异的来源-杂散光部分进行了测评。采用一组已知透过率的滤光片,通过采集有滤光片和无滤光片条件下卤钨灯的光谱,对阵列式光谱辐射计的杂散光大小进行评价,并评估了杂散光在紫外辐射测量中引起的数值偏差。实验测量了不同的阵列式光谱辐射计采集窄带光源的结果,对阵列式光谱辐射计的带宽在辐射照度计算中的影响进行评估。实验结果表明:卤钨灯照射下部分阵列式光谱辐射计在紫外300nm处的杂散光比例高达30%以上,制约了紫外辐射测量的可靠性;氙灯照射下阵列式光谱辐射计在300nm的杂散光比例可以降至5%左右;阵列式光谱仪的带宽限制了其能够准确测量光源的最小测量半高宽,几种不同带宽的阵列式光谱辐射计在365nm的测量偏差高达4%。得到的结果表明:阵列式光谱辐射计的杂散光、带宽等光学特性对测量结果的准确性影响很大。 展开更多

关键词 阵列式光谱辐射计 紫外辐射 杂散光 带宽 标定

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飞秒激光微构造硅光电二极管的光电响应

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作者 李媛 冯国进 赵利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期20-23,共4页

在一定条件SF6气体氛围中,硅可在飞秒激光辐照区产生μm量级的尖峰结构。针对不同尖峰高度的微构造硅,在不同温度下退火,采用电子蒸发的方法在正反面分别镀上铝电极,制备出了飞秒激光微构造光电二极管,并测试了其光电响应。实验结果表... 在一定条件SF6气体氛围中,硅可在飞秒激光辐照区产生μm量级的尖峰结构。针对不同尖峰高度的微构造硅,在不同温度下退火,采用电子蒸发的方法在正反面分别镀上铝电极,制备出了飞秒激光微构造光电二极管,并测试了其光电响应。实验结果表明：飞秒激光微构造光电二极管的响应随微构造硅光电二极管的尖峰高度和退火温度的不同而不同。尖峰高度为3-4μm的样品在973K温度退火30min后,响应度可达0.55A/W。即使在1100nm波长处,这种新型的硅光电二极管的响应仍可高达0.4A/W。 展开更多

关键词 飞秒激光微构造硅 光电二极管 响应度 退火 尖峰高度

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