本发明专利技术涉及一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测装置，包括太阳模拟光源，孔径光阑，透镜，挡光盘和光强检测仪；所述太阳模拟光源照明所述孔径光阑形成几何光和衍射光；所述透镜焦距为f，所述孔径光阑位于所述透镜物方一侧2f位置，所述光强检测仪位于所述透镜的像方一侧的大于2f位置；所述挡光盘可选择的位于所述透镜的像方一侧相距所述透镜f位置。本发明专利技术还提供一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测方法，运用实验检测手段获得衍射效应修正系数，大大提升太阳辐照度绝对辐射计的绝对测量精度。度绝对辐射计的绝对测量精度。度绝对辐射计的绝对测量精度。
【技术实现步骤摘要】
太阳辐照度辐射计衍射效应修正系数的检测装置、方法
[0001]本专利技术涉及光学
，具体涉及一种衍射效应修正系数的检测装置和方法，更具体的，涉及一种太阳辐照度绝对辐射计衍射效应修正系数的检测装置和方法。
技术介绍
[0002]气候变化是当今世界面对的巨大挑战之一，科学界正致力于研究气候变化机制。太阳是地球唯一外部能量输入源，是生态系统形成、发展及变化的驱动力。
[0003]太阳辐射监测仪(SIM)是一种太阳辐照度绝对辐射计，核心探测器是对入射光具有超高吸收比的黑体腔，通过电功率复现光功率造成的温度变化，通过精确测量等效电功率来标定未知的光功率。太阳辐照度绝对辐射计的测量目标是辐照度(单位W/m2)，即通过孔径光阑的光功率与面积的比值。然而，太阳辐射经过孔径光阑时将产生衍射效应，导致通过孔径光阑的光功率的几何期望值(I1)与实际值功率(I2)不一致，其比值称为衍射修正系数(D＝I1/I2)，是太阳辐照度绝对辐射计主要修正因子之一。目前，国内外大多数采用的是采用理论建模计算获得太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数，难以实验检测并验证计算结果有效性。
[0004]目前，在辐射计量领域，衍射效应难以实验测量。国内外研究机构已开展相关理论研究工作，根据基于SAD结构建立太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应误差因子的理论计算方法。根据光阑设计参数，通过理论模型计算获得不同结构的光阑衍射修正因子通常为 0.1％
‑
0.3％，有些甚至到达0.5％。由于缺乏孔径光阑衍射效应实验测量手段，无法评估光阑衍射理论修正结果的不确定度，从而检验理论计算方法可信度。
[0005]因此，现有技术需要进一步改进。
技术实现思路
[0006]本专利技术解决的技术问题是：通过光学手段测量衍射光强，从而获得实际的太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测装置，所述检测装置包括：
[0009]太阳模拟光源，孔径光阑，透镜，挡光盘和光强检测仪；所述太阳模拟光源照明所述孔径光阑形成散射角度为α的几何光和衍射角为θ衍射光；所述透镜的焦距为f，所述孔径光阑位于所述透镜的物方一侧相距所述透镜2f位置，所述光强检测仪位于所述透镜的像方一侧的大于相距所述透镜2f位置；所述挡光盘可选择的位于所述透镜的像方一侧相距所述透镜f位置，用于将所述几何光通过所述透镜形成几何期望光反射出主光路。
[0010]优选的，所述挡光盘的直径为αf。
[0011]优选的，所述挡光盘的直径为大于αf而小于θf。
[0012]优选的，所述光强检测仪为相机。
[0013]另一方面，本专利技术还提出了一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测方法，采用所述的检测装置。
[0014]优选的，所述检测方法包括以下步骤：
[0015]S1：通过所述光强检测仪测量获取通过所述孔径光阑的包含所述几何光和所述衍射光的总光强(I2)；
[0016]S2：皆由所述挡光盘将所述几何光通过所述透镜形成几何期望光反射出主光路，通过所述光强检测仪测量获取通过所述孔径光阑的所述衍射光的光强(I3)；
[0017]S3：计算所述几何光的光强(I1)：I1＝I2‑
I3；
[0018]S4：计算所述衍射效应修正系数(D)：D＝I1/I2。
[0019]优选的，在步骤S1中，所述几何光和所述衍射光通过所述透镜在所述透镜的像方一侧的2f处汇聚成成像光斑，所述成像光斑位于所述光强检测仪的视场范围内。
[0020]优选的，在步骤S2中，所述衍射光通过所述透镜在所述透镜的像方一侧的2f处形成所述衍射光的等大倒像。
[0021]本专利技术基于夫朗禾费远场衍射原理，利用暗场成像技术，通过光学手段测量衍射光强，获得实际的太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数。通过实验检测手段获得衍射效应修正系数，验证理论模型准确性，提升太阳辐照度绝对辐射计的绝对测量精度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测装置，其中使出了孔径光阑衍射效应测量物像关系；
[0023]图2是在图1所示的检测装置中示出使用相机测量衍射光和几何光的总强度；
[0024]图3是在图1所示的检测装置中示出使用相机测量衍射光强度。
[0025]其中，附图标记包括：。
[0026]太阳模拟光源1、孔径光阑2、衍射光3、几何光4、透镜5、光强测试仪6、挡光盘7。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0028]请参阅图1所示，本专利技术提供了一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测装置10，检测装置包括：太阳模拟光源1，孔径光阑2，透镜5，挡光盘7和光强检测仪6。
[0029]在一个具体的实施方式中，太阳模拟光源1照明孔径光阑2，从而从孔径光阑2形成散射角度为α的几何光4和衍射角为θ衍射光3。透镜5的焦距为f，孔径光阑2位于透镜5的物方一侧相距透镜2f位置，光强检测仪6位于透镜5的像方一侧的大于相距透镜5两倍焦距(2f)的位置；挡光盘7可选择的位于透镜5的像方一侧相距透镜5一倍焦距(f) 的位置，用于将几何光通过透镜形成几何期望光反射出主光路。
[0030]在一个具体的实施方式中，在透镜5的像方1f处，通过孔径光阑2 按照直线传播的几何光4成像为直径αf的第一圆形光斑，孔径光阑2的衍射光3成像为直径大于αf的第二圆形光斑。在透镜5的像方2f处，几何光4和衍射光3成像为与孔径光阑2等大的倒像，其中具体
的物像关系如图1所示。
[0031]在一个优选的实施方式中，挡光盘7为挡光圆盘，挡光圆盘的直径为αf。
[0032]在另一个优选的实施方式中，挡光盘7为挡光圆盘，挡光圆盘的直径为大于αf而小于θf，这样设置，挡光圆盘用于将几何光4通过透镜5 形成几何期望光反射出主光路，但不影响衍射光3。
[0033]在一个具体的实施方式中，光强检测仪为相机。
[0034]通过本专利技术提供的检测装置，通过设置挡光板实现几何光与衍射光的分离及检测，从而获得太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数，提升太阳辐照度绝对辐射计的绝对测量精度。
[0035]本专利技术还提出了一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测方法，检测方法包括以下步骤：
[0036]S1：通过光强检测仪测量获取通过所述孔径光阑的包含所述几何光和所述衍射光的总光强(I2)；
[0037]S2：皆由挡光盘将所述几何光通过透镜形成几何期望光反射出主光路，通过光强检测仪测量获取通过孔径光阑的衍射光的光强(I3)；
[0038]S3：计本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：太阳模拟光源，孔径光阑，透镜，挡光盘和光强检测仪；所述太阳模拟光源照明所述孔径光阑形成散射角度为α的几何光和衍射角为θ衍射光；所述透镜的焦距为f，所述孔径光阑位于所述透镜的物方一侧相距所述透镜2f位置，所述光强检测仪位于所述透镜的像方一侧的大于相距所述透镜2f位置；所述挡光盘可选择的位于所述透镜的像方一侧相距所述透镜f位置，用于将所述几何光通过所述透镜形成几何期望光反射出主光路。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述挡光盘的直径为αf。3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述挡光盘的直径为大于αf而小于θf。4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光强检测仪为相机。5.一种太阳辐照度绝对辐射计的衍射效应修正系数的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：衣小龙，方伟，叶新，董航，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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