[发明专利]近紫外到近红外光谱辐射计及其定标方法以及测量积分球光源光谱辐射亮度的方法

权利要求书

1.一种利用近紫外到近红外光谱辐射计测量积分球光源光谱辐射亮度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：利用光谱辐射亮度标准灯对近紫外到近红外光谱辐射计进行定标；

所述近紫外到近红外光谱辐射计，包括依次放置的光学系统、电动快门、CCD瞄准系统、视场光阑、分光系统、成像系统、近紫外到近红外探测器和信号采集处理与控制系统；

所述光学系统将被测光源成1:1的实像于视场光阑处；

所述电动快门用于扣除背景辐射，电动快门控制器与所述信号采集处理与控制系统电信号相连；

所述CCD瞄准系统由中心带有圆孔的金属反射镜以及CCD组成；光学系统的会聚光束通过金属反射镜的圆孔到达视场光阑；由金属反射镜正面反射的来自光学系统的会聚光进入CCD；通过微调光学系统焦距，能够使金属反射镜的圆孔在CCD上形成清晰的黑点图像对准被测光源在CCD上所成像的中心，从而完成近紫外到近红外光谱辐射计测量被测光源的测试光路的调节；CCD的输出信号线与所述信号采集处理与控制系统电信号相连；

所述视场光阑为尺寸连续可调光阑，其最大尺寸为光谱辐射亮度标准灯的钨带尺寸，用于限制光谱辐射计的视场；视场光阑的电机控制器与所述信号采集处理与控制系统电信号相连；

所述分光系统将通过视场光阑的光转换成单色光；所述分光系统由滤光片组和光栅组组成，覆盖300nm到2000nm波长范围，滤光片组含有截止波长分别为286nm、450nm、680nm、1050nm以及1850nm的五块滤光片，五块滤光片对称安装在滤光片轮上，滤光片轮由受所述信号采集处理与控制系统控制的电机驱动；光栅组含有闪耀主波长分别为350nm、750nm和1250nm的三块光栅；

所述成像系统接收通过分光系统的光，并成像在近紫外-近红外探测器光敏面上；

所述近紫外到近红外探测器由硅探测器和InGaAs探测器组成，测量紫外到可见波段时将硅探测器安装在探测面上，测量近红外波段时将InGaAs探测器安装在探测面上，硅探测器和InGaAs探测器输出信号至所述信号采集处理与控制系统；

定标过程包括以下步骤：

步骤1.1：在垂直于光谱辐射亮度标准灯出射面的方向，将近紫外到近红外光谱辐射计放置于距标准灯设定距离处，使标准灯处于近紫外到近红外光谱辐射计光学系统物面位置处，近紫外到近红外光谱辐射计对准光谱辐射亮度标准灯的钨带；调节近紫外到近红外光谱辐射计的安装支架，使光谱辐射亮度标准灯的钨带通过近紫外到近红外光谱辐射计的成像系统成像于近紫外到近红外光谱辐射计的视场光阑上；

步骤1.2：控制近紫外到近红外光谱辐射计关闭电动快门，控制滤光片轮转动使所需波段的滤光片移入光路，控制光栅鼓转动使满足分光波段的光栅移入光路，控制光栅旋转得到所需单色光，近紫外到近红外光谱辐射计测量背景信号V(λ)_背景；

步骤1.3：控制近紫外到近红外光谱辐射计打开电动快门，控制滤光片轮转动使所需波段的滤光片移入光路，控制光栅鼓转动使满足分光波段的光栅移入光路，控制光栅旋转得到所需单色光，近紫外到近红外光谱辐射计测量光谱辐射亮度标准灯的信号V(λ)_标准灯；

步骤1.4：根据公式

计算近紫外到近红外光谱辐射计的定标系数C(λ)，其中L(λ)_标准灯表示光谱辐射亮度标准灯的光谱辐射亮度，该光谱辐射亮度直接溯源到标准高温黑体；

步骤2：将待测积分球光源放置在近紫外到近红外光谱辐射计光学系统正前方设定距离处，使近紫外到近红外光谱辐射计对准被测积分球光源出口；调节近紫外到近红外光谱辐射计的安装支架，使被测积分球光源出口通过近紫外到近红外光谱辐射计的成像系统成像于近紫外到近红外光谱辐射计的视场光阑上；控制近紫外到近红外光谱辐射计视场光阑尺寸使其与近紫外到近红外光谱辐射计定标时的尺寸一致，保证近紫外到近红外光谱辐射计的定标与积分球光源光谱辐射亮度测量在相同视场条件下进行，减小由于视场不匹配引入的测量不确定度；

步骤3：控制近紫外到近红外光谱辐射计关闭电动快门，控制滤光片轮转动使所需波段的滤光片移入光路，控制光栅鼓转动使满足分光波段的光栅移入光路，控制光栅旋转得到所需单色光，近紫外到近红外光谱辐射计测量背景信号V(λ)'_背景；

步骤4：控制近紫外到近红外光谱辐射计打开电动快门，控制滤光片轮转动使所需波段的滤光片移入光路，控制光栅鼓转动使满足分光波段的光栅移入光路，控制光栅旋转得到所需单色光，近紫外到近红外光谱辐射计测量待测积分球光源的输出信号V(λ)_积分球；

步骤5：根据公式

计算出待测积分球光源的光谱辐射亮度L(λ)_积分球。