【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学计量测试领域，主要涉及一种光谱辐射测量及定标方法，尤其涉及一种直径微米量级点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法。
技术介绍
1、点光源是一种理想化的光波源，它被假设为无穷远处的一个点，光源的大小可以忽略不计，从该点发出的光波呈放射状传播，并且在距离光源无穷远处，光波可以被视为平行光。点光源通常有两种涵义:一是光源尺寸极小。当测量光程远大于接收面和辐射源的尺寸（>>10）时，辐射源就可以被看成点源进行测量。点光源辐射强弱通常用辐射强度瓦/立体角（w/sr）表示；光谱辐亮度表示光源在单位立体角内、单位面积下光源发出的辐射通量，是辐射度学中衡量光源发光能力的主要物理量。
2、现多使用经过辐射校准的辐射亮度计对光源的（光谱）辐射亮度测量，但常用的光谱辐射计受测量视场限制，只能满足能够充满辐射计视场、具有较大面积的光源的辐射亮度测量需求，如积分球光源等。而对于直径微米量级的点光源，现有光谱辐射测量仪器无法实现其辐射亮度测量要求。
技术实现思路
1、针对点光源光谱辐射亮度的高准确度测量难题，目前没有发现关于直径微米量级的点光源光谱辐射亮度的测量相关研究，本专利技术的目的在于在点光源的基础上，尤其在紫外波段光源亮度较弱的情况下，实现点光源在光谱辐射亮度的测量。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种点光源的光谱辐射亮度测量方法，点光源输出光谱辐射亮度，经前置光学系统将被测光源成像到双级联单色仪的入射狭缝上，双级联单色仪在控制系统驱动下将入射的复色光
2、优选的是，根据点光源与前置光学系统和光电探测器之间的几何关系计算出推导出单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度，代入单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度根据辐射度学理论推导光电探测器接收面上的辐射光功率，通过单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度，光电探测器接收面上的辐射光功率、以及光电探测器光谱响应度推导出系统光源输出辐射亮度的对应输出光电流，得出光电系统输出电流与入射辐射亮度成正比和测量带宽成正比。
3、优选的是，采用大面积光电探测器接收单色仪出射狭缝输出的全部光功率。
4、对上述系统整机进行定标，利用与点光源具有相同视场和光谱辐射亮度已知的积分球作为标准光源照明测试系统，定标系统整机绝对光谱响应度、利用定标后的系统整机绝对光谱响应度对点光源的光谱辐射亮度进行测试。
5、优选的是，上述方法点光源光谱辐射亮度定标应用于基于不同辐射标准灯的紫外到可见波段绝对定标：采用紫外波段光谱辐射照度标准灯测试系统紫外波段光谱辐射照度响应度；采用标准积分球光源定标可见光波段光谱辐射亮度响应度；分别对紫外、可见两波段归一化光谱响应度曲线处理后，采用最小二乘法对两条相对光谱分布曲线进行拟合处理，得到一条波段200nm-800nm相对光谱曲线，在200nm-800nm波段内，将上述相对光谱分布曲线中的可见光峰值波长处的绝对光谱辐射亮度响应度代入到相对光谱分布曲线中得到全波段绝对光谱辐射亮度响应度。
6、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
7、1、本专利技术实现了直径达到100微米量级的点状光源光谱辐射亮度测量，不仅填补了点光源光谱辐射测试与定标技术的空白，同时具备了点光源高精度、高准确度的测量能力。
8、2、本专利技术针对点光源光谱辐射亮度测量的问题，基于几何成像和辐射度学理论提出和解决了光谱辐射亮度传输物理模型。
9、3、本专利技术建立了点光源的光谱辐射亮度和测量系统输出信号的响应函数关系。
10、4、本专利技术是点光源弱光条件下测量系统绝对光谱辐射亮度定标的方法，提出采用基于不同标准辐射光源下实现紫外-可见光波段绝对光谱辐射亮度定标方法。
11、5、本专利技术将基于两种标准光谱辐射源获得的测量系统两个波段的光谱响应曲线分别进行归一化处理，并结合曲线衔接算法得到一条全波段相对光谱响应度曲线，进而实现点光源测量系统全波段绝对光谱辐射亮度定标。
12、6、本专利技术点光源光谱辐射亮度测量和定标方法适用于紫外到红外全波段的宽波段点光源的测量应用。
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1.点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，点光源输出光谱辐射亮度，经前置光学系统将被测光源成像到双级联单色仪的入射狭缝上，双级联单色仪在控制系统驱动下将入射的复色光分光输出单色光，光电探测器接收单色光并输出电流，经过高精度放大器放大后由PC上位机进行数据采集和处理，可计算系统整机绝对光谱响应度，求取点光源的光谱辐射亮度。
2.根据权利要求1所述的点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，根据点光源与前置光学系统和光电探测器之间的几何关系计算出推导出单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度，代入单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度根据辐射度学理论推导光电探测器接收面上的辐射光功率，通过单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度，光电探测器接收面上的辐射光功率、以及光电探测器光谱响应度推导出系统光源输出辐射亮度的对应输出光电流，得出光电系统输出电流与入射辐射亮度成正比和测量带宽成正比。
3.根据权利要求2所述的点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，采用大面积光电探测器接收单色仪出射狭缝输出的全部光功率。
4.根据权利要求1所述的点光源的光谱辐射亮度测
5.根据权利要求4所述的点光源光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，上述方法点光源光谱辐射亮度定标应用于基于不同辐射标准灯的紫外到可见波段绝对定标：采用紫外波段光谱辐射照度标准灯测试系统紫外波段光谱辐射照度响应度；采用标准积分球光源定标可见光波段光谱辐射亮度响应度；分别对紫外、可见两波段归一化光谱响应度曲线处理后，采用最小二乘法对两条相对光谱分布曲线进行拟合处理，得到一条波段200nm-800nm相对光谱曲线，在200nm-800nm波段内，将上述相对光谱分布曲线中的可见光峰值波长处的绝对光谱辐射亮度响应度代入到相对光谱分布曲线中得到全波段绝对光谱辐射亮度响应度。
...【技术特征摘要】
1.点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，点光源输出光谱辐射亮度，经前置光学系统将被测光源成像到双级联单色仪的入射狭缝上，双级联单色仪在控制系统驱动下将入射的复色光分光输出单色光，光电探测器接收单色光并输出电流，经过高精度放大器放大后由pc上位机进行数据采集和处理，可计算系统整机绝对光谱响应度，求取点光源的光谱辐射亮度。
2.根据权利要求1所述的点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，根据点光源与前置光学系统和光电探测器之间的几何关系计算出推导出单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度，代入单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度根据辐射度学理论推导光电探测器接收面上的辐射光功率，通过单色仪入射狭缝处的光谱辐射照度，光电探测器接收面上的辐射光功率、以及光电探测器光谱响应度推导出系统光源输出辐射亮度的对应输出光电流，得出光电系统输出电流与入射辐射亮度成正比和测量带宽成正比。
3.根据权利要求2所述的点光源的光谱辐射亮度测量及定标方法，其特征在于，采用大面积光电探测器接收单色仪...
【专利技术属性】
技术研发人员：任建伟，金哲，战大成，窦婉莹，汤仙芝，
申请(专利权)人：吉林省远大光学检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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