单波长测温仪低温段的测温精度与波长带宽的优化选择

基于Kirchoff定律,利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件设计了一种能够同时准确测量待测面的发射率和温度的仪器(工作波长1.5um、测温范围400℃至1100℃).在简要介绍这一仪器基本测量原理的基础上,着重讨沦了在不同的波长带宽下环境辐射体的辐射对其测温精度、尤其是对测温范围内低温区的测温精度的影响.理论分析表明:波长带宽太窄时仪器的温度分辨力太低、从而其测温精度也很低;波长带宽太宽时环境辐射体的辐射对仪器的测温精度影响大、从而导致其测温精度也不高,因此仪器的波长带宽应适中选择.综合考虑各种因素,仪器选择△λ=20nm作为其工作波长的带宽.采用优化设计的这一波长带宽后,在其测温范围内、尤其是在测温范围内的低温区,其测温精度小低于0.2%,符合设计要求.     

环境辐射对实时测温仪测温精度的影响及抑制

在简要介绍一种利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件实现的实时测温仪(工作波长1.5μm、波长带宽20nm、测温范围400℃至1100℃)的基础上,着重讨论了环境辐射体的辐射对其测温精度的影响,提出了抑制环境辐射体的辐射对仪器测温精度影响的三条措施:一是采用遮蔽板和孔径光阑;二是尽可能地使探测器正对待测面;三是进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论,得到了采用遮蔽板和孔径光阑、尽可能地使探测器正对待测面和进行电气补偿可有效抑制环境辐射体的辐射对仪器测温精度的影响的结论。实验表明,采取这些措施后在仪器的测温范围内,其测温精度不低于0.2%、符合设计要求。     

光源对测温系统测温精度及测温范围的影响

基于Kirchhoff定律，依照测温系统的激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积和光学系统的相对孔径与温度分辨力、测温精度及测温范围之间的关系，对采用LiTaO3热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选择。结果表明，在测温范围400-1200℃内，采用所选择的半导体激光器(LD)作为该实时测温系统的激光光源，其温度分辨力不低于0．4K，测温精度不低于0．3％。     

一种实用化实时测温系统波长带宽的优化设计

基于Kirchoff定律,利用InGaAs/ I半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实 用化的实时测温系统。在着重讨论系统的测温不确定度(抗反射辐射光干扰的能力)及温度分辨力的基础上,对其工作波长的带宽进行了优化设计。实验表明,采用优化设计的波长带宽之后,在测温范围400～1200℃内,测温不确定度及系统的温度分辨力均符合设计要求。     

一种实用化实时测温系统激光光源的最佳选择

基于Kirchhoff定律和测温系统的各主要技术参数(激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积及光学系统的相对孔径等)与各主要技术指标(温度分辨力、温度灵敏度、相对温度灵敏度及测温精度)之间的关系．对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选择．实验表明，在测温范围400℃-1200℃内，采用所选择的激光器作为该实时测温系统的激光光源，其测温精度均符合设计要求。     

一种实用化实时测温系统的温度分辨力

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于系统温度分辨力的要求,对光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽进行了优化设计。结合V(T)～T曲线的温度灵敏度和相对灵敏度变化曲线,重新讨论了系统的工作波长。实验结果表明,采用所选择的激光波长和光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽,在实际的测温范围内,系统的温度分辨力和V(T)～T曲线的温度灵敏度均能够满足系统要求。     

一种双波长光纤测温系统波长带宽的优化设计

基于Kirchhoff定律，利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。简要介绍了该仪器的基本结构及其工作原理．并依照单个探测器的温度分辨率、测温系统中R(T)-T曲线的线性度与温度灵敏度，以及系统的测温误差随波长带宽的变化，在考虑单个探测器的最小响应度和温度分辨率的基础上．对系统工作波长的带宽进行了优化设计。得出了在测温范围400—1300℃内，当系统的工作波长为λ1=2.1μm，λ2=2.3μm时，其工作波长的带宽取20nm较为合适的结论。     

实时测温系统波长带宽的优化设计

本文在着重讨论系统的测温不确定度及温度分辨力的基础上 ,对其工作波长的带宽进行了优化设计。实验表明 ,采用优化设计的波长带宽之后 ,在测温范围 40 0～ 12 0 0℃内 ,测温不确定度及系统的温度分辨力均符合设计要求。证明了系统波长带宽设计的正确性     

一种实用化实时测温系统的测温灵敏度

基于基尔霍夫定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统。基于该系统A/D转换器件的分辨率、V(T)-T曲线的温度灵敏度及其与测温范围间的制约关系,确定了系统应选用16位的芯片为其A/D转换器件;基于该系统的测温精度、V(T)-T曲线的相对温度灵敏度及其与波长间的关系,对其工作波长的优化选择进行了进一步的讨论;基于探头的温度分辨力、A/D转换器件的分辨率以及与V(T)-T曲线的温度灵敏度间的制约关系,对其波长带宽的优化设计进行了进一步的分析,并给出了系统在673K～1473K内的测温灵敏度。对系统进行优化设计后,在测温范围的低温段,其灵敏度不低于0.5K;在测温范围的高温段,则不低于0.1K。在673K～1473K内,其测温不确定度不低于0.3%。     

反射辐射和探测器本身的辐射对实测测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时删温系统的基础上，着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的4条措施：1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷；2)尽可能地使探头正对待测物体表面；3)选择合适的仪器工作波长带宽(Δλ=10nm)；4)进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论．得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿，可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明，采取优化措施后，在要求的测温范围400～1200℃内测温精度不低于0．3％．符合设计要求。     

反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上 ,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的 4条措施 :1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷 ;2 )尽可能地使探头正对待测物体表面 ;3)选择合适的仪器工作波长带宽 (Δλ =10nm) ;4 )进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论 ,得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿 ,可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明 ,采取优化措施后 ,在要求的测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内测温精度不低于 0 3% ,符合设计要求     

探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上，着重讨论了探测器系统本身的辐射对该系统测温精度的影响．提出了抑制探测器系统本身的辐射对该系统测温精度影响的三条措施：一是对探测器进行水冷；二是采用一带宽为150nm的窄带干涉滤光片；三是进行电气补偿并进行了一些必要的分析与讨论．同时实验也表明，在采取上述抗干扰措施后，在要求的测温范围400℃～1200℃内，测温精度符合设计要求．     

环境温度及干扰光对主动辐射测温系统测温精度影响的讨论

在介绍一种利用InGaAs/I半导体激光器实现的实时测温系统的基础上，着重讨论了环境温度及干扰光对该系统测温精度的影响。提出了克服环境温度及干扰光对测温精度影响的两条措施：一是在调制盘与探测器之间置一窄带滤光片；另一是采用水冷遮蔽板并进行电气补偿，进行了一些必要的计算和分析，得到了一些有意义的结论。     

一种实用化实时测温系统的工作波长的最优设计

基于Kirchhoff定律 ,依照测温系统的各主要技术参数与各主要测量指标 (极限灵敏度、测温精度及测温范围 )之间的关系 ,对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的工作波长进行了最优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内 ,测温灵敏度及测温精度均符合设计要求。     

一种实用化实时测温系统测温精度的进一步分析

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统.基于反射辐射对系统测温精度影响的分析,确定了水冷遮蔽板的尺寸（即H/R之值）;通过对A/D转换器件的分辨率对系统测温精度的影响及对V（T）-T曲线温度灵敏度制约的研究,确定了系统应选用16位的A/D转换器件;依照光路中的外界干扰（选择性吸收气体、烟尘等微粒）对系统测温精度影响的讨论,提出了其相应的抑制措施;总结出了影响系统测温精度的5种因素,并对其中的2种进行了简要的分析.该系统的测温不确定度优于0.3%.     

实时测温系统中测温精度的提高措施

在介绍一种利用InGaAs/I半导体激光器实现的实时测温系统的基础上,着重从硬、软两方面研究了在该系统中所采取的提高其温度测量精度的若干措施:一是精选探测器、优化设计调制盘并进行选频放大;二是在调制盘与探测器之间置一窄带滤光片;三是采用水冷遮蔽板并进行电气补偿;四是提高系统的采样精度。进行了一些必要的分析和讨论。     

Characterisation of frequency response of 1.5 ?m InGaAsP DFB laser diode and InGaAs PIN photodiode by heterodyne measurement technique

The frequency response of an InGaAs PIN photodiode and the ratio of the frequency modulation (FM) index to the intensity modulation (IM) index of a 1.5 ?m InGaAsP vapour-phase-transported DFB laser diode have been measured by an optical heterodyne measurement technique. From the response of the photodiode to the laser radiation beat frequency, a 20 GHz detector bandwidth is determined. The ratio of the FM and IM indices at 3 mW laser output power per facet decreases from 60 at 100 MHz modulation frequency to 3.3 above 2 GHz.