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真空紫外光谱辐射亮度测试技术

刘豪 赵天琦 占春连 邹艳霞 金尚忠

刘豪, 赵天琦, 占春连, 邹艳霞, 金尚忠. 真空紫外光谱辐射亮度测试技术[J]. 应用光学, 2022, 43(6): 1138-1144. doi: 10.5768/JAO202243.0604013
引用本文: 刘豪, 赵天琦, 占春连, 邹艳霞, 金尚忠. 真空紫外光谱辐射亮度测试技术[J]. 应用光学, 2022, 43(6): 1138-1144. doi: 10.5768/JAO202243.0604013
LIU Hao, ZHAO Tianqi, ZHAN Chunlian, ZOU Yanxia, JIN Shangzhong. Testing technology of vacuum ultraviolet spectral radiance[J]. Journal of Applied Optics, 2022, 43(6): 1138-1144. doi: 10.5768/JAO202243.0604013
Citation: LIU Hao, ZHAO Tianqi, ZHAN Chunlian, ZOU Yanxia, JIN Shangzhong. Testing technology of vacuum ultraviolet spectral radiance[J]. Journal of Applied Optics, 2022, 43(6): 1138-1144. doi: 10.5768/JAO202243.0604013

真空紫外光谱辐射亮度测试技术

doi: 10.5768/JAO202243.0604013
详细信息
    作者简介:

    刘豪(1997—),男,硕士研究生,主要从事光学计量研究。E-mail:s20040809006@cjlu.edu.cn

  • 中图分类号: TN23

Testing technology of vacuum ultraviolet spectral radiance

  • 摘要: 真空紫外目标的光谱辐射亮度对于深空空间探测、航天器损伤测试等空间科学研究具有重要意义。研究了2种用于针对真空紫外光源的测试系统及其方法,通过对真空紫外光谱辐射亮度测试方法开展研究,研制了真空紫外光谱辐射亮度测试系统,测试系统包括真空紫外标准光源、光学成像系统、分光模块、真空紫外探测器模块、真空舱以及数据处理系统等。利用测试系统根据直接测量法和比较法对氘灯的光谱辐射亮度进行了测试分析,并讨论了真空紫外光谱辐射亮度影响因素及相对示值误差,实现了真空紫外光谱辐射亮度在121.2 nm、135.6 nm、160 nm、180 nm、200 nm五个波长范围 0.01 μW/cm2·nm·sr~1 μW/ cm2·nm·sr的精确测量。测量的重复性为0.001 34。这表明测试系统可以实现真空紫外波段信号的测试。
  • 图  1  直接测量法光谱辐射亮度测试原理图

    Fig.  1  Schematic diagram of spectral radiance test based on direct measurement method

    图  2  比较法光谱辐射亮度测试原理图

    Fig.  2  Schematic diagram of spectral radiance test based on comparative method

    图  3  真空紫外光谱辐射亮度测试系统原理图

    Fig.  3  Schematic diagram of vacuum UV spectral radiance test system

    图  4  真空紫外光谱辐射亮度测试系统实物图

    Fig.  4  Physical drawing of vacuum UV spectral radiance test system

    图  5  衰减片对121.2 nm透过率的影响测试结果

    Fig.  5  Test results of transmittance at 121.2 nm by attenuator

    图  6  衰减片对135.6 nm透过率的影响测试结果

    Fig.  6  Test results of transmittance at 135.6 nm by attenuator

    图  7  衰减片对160 nm透过率的影响测试结果

    Fig.  7  Test results of transmittance at 160 nm by attenuator

    图  8  衰减片对180 nm透过率的影响测试结果

    Fig.  8  Test results of transmittance at 180 nm by attenuator

    图  9  衰减片对200 nm透过率的影响测试结果

    Fig.  9  Test results of transmittance at 200 nm by attenuator

    图  10  不同波长下衰减片透过率测试结果

    Fig.  10  Test results of attenuator transmittance at different wavelengths

    图  11  组合衰减片对测试结果影响

    Fig.  11  Effect of combined attenuator on test results

    图  12  不同真空度环境对真空紫外光谱测量的影响

    Fig.  12  Effect of different vacuum degree environment on vacuum UV spectrum measurement

    表  1  真空紫外光谱辐射亮度测试结果

    Table  1  Test results of vacuum UV spectral radiance

    波长/nm光谱辐射亮度标准值/
    (μW/ cm2·nm·sr)
    测试结果Lmeasureλ)/
    (μW/ cm2·nm·sr)
    相对示值
    误差/%
    121.283.9×10383.86×1030.05
    135.638.08×10338.16×1030.21
    160140.4×103141.04×1030.46
    1806.29×1036.30×1030.16
    2005.80×1031.34×1030.17
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    表  2  组合衰减片的真空紫外光谱辐射亮度记录表

    Table  2  Vacuum UV spectral radiance record of combined attenuator

    波长/
    nm
    光谱辐射
    亮度标准值/
    (µW/ cm2·nm·sr)
    光谱辐射
    亮度测量
    值/(μW /
    cm2·nm·sr)
    相对示值
    误差/%
    标准值
    L1λ
    衰减倍率K最终标
    准值L2λ
    121.283.90×1036.08×1051.36×10−11.34×10−11.47
    135.638.08×1037.74×1054.93×10−25.00×10−21.42
    160140.4×1038.48×1051.65×10−11.70×10−13.03
    1806.29×1036.44×1059.76×10−39.96×10−32.05
    2005.80×1036.82×1058.51×10−38.73×10−32.59
    下载: 导出CSV

    表  3  真空紫外光谱辐射亮度重复性部分测试结果

    Table  3  Partial test results of vacuum UV spectral radiance repeatability

    测量次数光谱辐射亮度测试结果/(μW/cm2·nm·sr)
    121.2 nm180 nm
    11.33×10−19.88×10−3
    21.36×10−19.70×10−3
    31.34×10−110.16×10−3
    41.35×10−110.20×10−3
    51.33×10−110.11×10−3
    61.32×10−19.70×10−3
    平均值1.34×10−19.96×10−3
    重复性1.344×10−32.088×10−4
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-13
  • 修回日期:  2022-10-11
  • 刊出日期:  2022-11-14

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