[发明专利]一种红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置

说明书

本发明涉及红外热辐射光源测量技术领域，具体涉及一种红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置。该方法包括：利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时光功率；判断红外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合一次函数关系；若是，则控制红外辐射光源在水平面内分别以第一路径和第二路径绕设定位置转动；获取第一测量光功率阵列和第二测量光功率阵列；获取红外热辐射光源的光强分布。本发明巧妙地构建了第一路径和第二路径，利用红外热辐射光源在准热平衡状态后输出的光功率与时间呈线性关系的特性，通过叠加，将红外热辐射光源转换为了辐射功率恒定的辐射源，从而低成本高效准确地测量出了红外热辐射光源发光特性。

技术领域

本发明涉及红外热辐射光源测量技术领域，具体涉及一种红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置。

背景技术

辐射源是光学系统的激励源，对整个光学系统有着决定性的影响。在光学设计的过程中，辐射源的发光特性，即辐射光强的分布状况，是设计的基础和起点，可谓牵一发而动全身，足以产生蝴蝶效应。因此辐射源发光特性的准确测量尤为重要。

热辐射光源的发光方式为发光材料在热平衡状态下，把热能转化为光能。热辐射光源和我们生活中常见的太阳、白炽灯、卤素灯，属于非相干光源，可以产生连续的光谱，是激光等相关光源不可替代的。理想的热辐射光源就是黑体，辐射过程遵循黑体辐射。红外热辐射光源并非理想的黑体，不可能把电能完全转化为光能，其他的能量以热的形式溢出，在发光特性测量装置的各部分上产生热积累，破坏热平衡状态，制约系统性能，对测量结果产生影响。

测量光源的发光特性就是获取光源辐射出的光强分布情况，需要各个角度的光强度值。目前很多快速测量光源发光特性的方法是在各个角度都安装上探测器，同时获取不同角度的测量值。红外热辐射光源是目前常用的宽谱段红外光源，可以连续辐射近、中、远波段的红外线。但是，红外波段以及中红外波段的探测器价格昂贵，多探测器同时测量的方法固然很好，但存在成本高、装置复杂、维护复杂等现实问题。

而由于红外热辐射光源的发热量大，即便为其配备主动散热装置，也并不能保证其辐射功率恒定，从而无法使用单探测器测量红外热辐射光源的发光特性。

因此，如何低成本高效准确地测量出红外热辐射光源发光特性，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外热辐射光源发光特性的测量方法和装置，以低成本高效准确地测量出红外热辐射光源发光特性。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供一种红外热辐射光源发光特性的测量方法，所述方法包括：

利用光电探测器获取红外辐射光源在设定角度的实时光功率；其中，所述光电探测器的感光区域中心点与所述红外辐射光源的设定位置的距离为设定长度；

根据所述实时光功率，判断所述红外辐射光源的光功率的增长趋势是否符合一次函数关系；

若是，则控制所述红外辐射光源在水平面内以第一路径绕所述设定位置转动；其中，所述第一路径为由最小测量角度到最大测量角度再到所述最小测量角度的路径；所述第一路径中所述红外辐射光源经若干次转动到达若干个第一测量角度；所述若干次转动中每次转动的旋转角度均为设定角度；所述若干次转动中每次转动的速度均为设定速度；所述若干次转动中相邻转动的间隔时间为第一设定时间；所述最小测量角度为所述红外辐射光源的中轴线正对所述光电探测器的感光区域时所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的角度；所述最大测量角度为所述光电探测器能够检测到所述红外辐射光源的所述红外辐射光源的中轴线与所述光电探测器的感光区域的法线方向之间的最大劣角；

利用所述光电探测器获取所述若干个第一测量角度对应的第一测量光功率阵列；