400～1700 nm绝对光谱响应度校准和量值传递

介绍了高准确度光辐射功率校准原理和方法,利用低温辐射计作为主标准器,以陷阱探测器作为传递标准,激光器作为光源,通过激光功率稳定装置,校准了硅陷阱探测器和铟镓砷陷阱探测器的绝对光谱响应度。选取476.1, 488, 514.7, 521, 568, 632.8, 647.1, 785, 852, 980, 1064, 1550,nm共12条谱线完成了校准实验,绝对光谱响应度测量不确定度均优于0.05%。通过量子效率模型得出了硅陷阱探测器的绝对光谱响应曲线。利用InGaAs陷阱探测器分立波长点的绝对光谱响应度与相对光谱响应曲线进行了验证分析。结果表明,2种陷阱探测器均可用作传递标准进行高准确度的可见光和近红外光辐射功率校准和量值传递。     

红外探测器光谱响应率定标方法

采用新的方法对波长范围1-3μm的红外探测器绝对光谱响应率进行定标.红外探测器的光谱响应率定标是在两套定标系统上利用两种参考探测器实现的.首先在红外光谱比较系统上利用一个平响应的腔式热电堆探测器作为参考探测器,测量待测红外探测器相对于标准探测器的连续光谱响应率;然后在可见一近红外定标系统上,利用低温辐射计和激光器在几个单立波长上进行绝对光谱响应率测量.这样,通过计算就能得出待测红外探测器在每个波长上的绝对光谱响应率.采用上述方法对TS-76探测器进行光谱响应率定标,联合不确定度小于0.95%.     

通道式辐射计的相对光谱响应率定标

为配合气象卫星的在轨辐射定标,利用自行设计的宽光谱辐射定标系统配合高精度陷阱探测器,采用光谱替代法为试验中所需的可见、近红外辐射计和近红外、短波红外辐射计进行了高精度相对光谱响应率定标.详细叙述和分析了定标过程以及影响测量结果的不确定度源,其最终合成不确定度为3.21×10-3,满足了定标精度要求.     

200～400nm波段光电探测器光谱响应度测量装置研究

本文叙述了200~400nm波段光电探测器光谱响应度的测量装置原理、测量系统及不确定度。采用紫外光谱强度大的氙灯作为光源,采用紫外分光效率高的单色仪进行分光,腔型热释电探测器与标准硅光电探测器进行相对光谱响应比较得到标准硅光电探测器相对光谱响应度。绝对值标定则是利用低温辐射计对无窗紫敏硅光电探测器进行测量后再传递到标准硅光电探测器,从而最终测量出标准硅光电探测器在紫外波段的绝对光谱响应度。     

新型高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标系统设计

限于常规波长定标的局限性,构建了高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置.该系统主要由具有高稳定性的300W氙灯系统、前置施瓦兹型聚光镜、高光谱分辨力的中阶梯光栅单色仪以及后置光学系统组成.利用ZEMAX光学设计软件,对该中阶梯光栅单色仪光学系统进行了优化设计.对设计结果进行了分析,设计结果表明,所设计的高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置满足设计指标要求,扫描光谱范围270～500 nm,光谱分辨力小于0.05 nm,波长精度小于0.05 nm.     

380~780 nm总光谱辐射通量量值导出及不确定度评定

叙述了光源380~780 nm总光谱辐射通量量值导出的基本原理。该量值基于测量灯的总光通量及用变角辐射计测量灯的光谱辐射强度相对分布,溯源至总光通量国家基准和高温黑体光谱辐射照度国家基准。总光谱辐射通量量值导出的不确定度主要影响因素包括总光通量、光谱辐射标准灯、光谱辐射计自身特性、变角辐射计(机械部分)和测量系统重复性,扩展不确定度U=3.3%~1.6%, k=2。     

波动信号测量方法研究

一、概述中国计量科学研究院光学所研究建立了深紫外光谱透射比测量装置,其光谱范围覆盖(115~300)nm,可以与常用的紫外可见近红外光谱透射比测量装置的紫外光谱区域相衔接,并向真空紫外区域拓展。其测量结果的相对扩展不确定度为Urel=3.0%。相对于传统的可     

光谱辐射亮度国际比对与结果分析

基于高温黑体辐射源BB3500M,中国计量科学研究院(NIM)自主研制了第四代光谱辐射亮度国家基准装置,波长范围覆盖220~2550nm,以稳定的钨带灯作为传递标准,改善了测量不确定度。黑体辐射源的温度测量溯源至Pt-C和Re-C固定点黑体,在3021 K采用WC-C固定点黑体进行验证,NIM和全俄光学物理计量院(VNIIOFI)之间的测量偏差小于70 mK。采用新基准装置,NIM参加了光谱辐射亮度国际APMP-PR.S6比对。NIM研制了两套入射光学系统,成像倍率分别为0.58和1.00,立体角为0.006sr和0.008sr,采用两套系统复现光谱辐射亮度量值的差异小于±0.40%。APMP-PR.S6比对结果表明:在紫外、可见和近红外波长范围,NIM与参考值的平均相对偏差分别为0.59%、0.44%和0.34%。全部波长范围的平均相对偏差0.46%。在250nm、400nm、800nm、2500nm波长,光谱辐射亮度的测量标准不确定度分别为0.95%、0.50%、0.41%和0.80%。从而验证了第四代光谱辐射亮度国家基准装置的准确性和可靠性。     

紫外可见分光光度计波长及透射比示值误差的不确定度评定

本文详细介绍了紫外可见分光光度计波长及透射比示值误差不确定度评定的过程,分析了测量不确定度的来源,并对其各组成分量进行了量化和合成。     

LED光谱辐射强度测量不确定度分析

与LED测量紧密相关的测量不确定度具有非常重要的意义。通过选择恰当的数量、装置等,可以举例分析不确定度计算的过程。试验中采用可溯源至NIM的光谱光度计和标准LED,通过实验和计算分析了LED光谱辐射强度的测量不确定度。     

248 nm紫外显微镜微纳线宽校准方法的研究

248 nm波长照明的紫外显微镜能够获得高达80 nm的光学分辨率,可以实现对掩模板的线宽和一维/二维栅格参数的测量。作为测量仪器的248 nm紫外显微镜需要对其进行校准。该显微镜测量范围在nm量级,校准使用400 nm一维栅格标准物质,通过对仪器不确定度和标准物质自身不确定度的评估,得到采集图像每个像素的扩展不确定度为0.178 nm,并给出了实际测量时的不确定度评价公式。     

太阳电池光电性能参数校准方法研究

针对地面用太阳电池的光电性能(I-V特性)参数,建立了基于太阳模拟器法的校准装置,提出了准确的I-V特性参数校准方法。分析了光源辐照度、光源光谱失配、标准与被测太阳电池光谱响应度失配、温度等因素对关键性能参数校准结果的影响,并对其不确定度进行了评定。结果表明:建立的校准装置可实现短路电流(I_sc)、开路电压(V_oc)、最大输出功率(P_m)的相对扩展不确定度分别为1.2%(k=2),0.9%(k=2),1.5%(k=2)。     

现场真空漏孔校准装置的设计

为了减小现场环境与校准环境的差异对真空漏孔校准的影响,通过理论研究,设计了现场真空漏孔校准装置,可实现对真空漏孔的现场校准。考虑到现场真空漏孔校准装置需便于携带及搬运,装置的设计采用了分体式结构。现场真空漏孔校准装置由抽气系统、校准室系统、真空漏孔连接系统、流量输出系统、充气系统、定容室与压力测量系统及烘烤系统等7个部分组成,复合了定容法及固定流导法两种校准方法,预计真空漏孔校准范围为5＆#215;10-10～5＆#215;10-5 Pa？m3/s,合成标准不确定度为10％。     

Spectral Radiance of a Large-Area Integrating Sphere Source

The radiance and irradiance calibration of large field-of-view scanning and imaging radiometers for remote sensing and surveillance applications has resulted in the development of novel calibration techniques. One of these techniques is the employment of large-area integrating sphere sources as radiance or irradiance secondary standards. To assist the National Aeronautical and Space Administration’s space based ozone measurement program, a commercially available large-area internally illuminated integrating sphere source’s spectral radiance was characterized in the wavelength region from 230 nm to 400 nm at the National Institute of Standards and Technology. Spectral radiance determinations and spatial mappings of the source indicate that carefully designed large-area integrating sphere sources can be measured with a 1 % to 2 % expanded uncertainty (two standard deviation estimate) in the near ultraviolet with spatial nonuniformities of 0.6 % or smaller across a 20 cm diameter exit aperture. A method is proposed for the calculation of the final radiance uncertainties of the source which includes the field of view of the instrument being calibrated.     

基于标准表法的精密数字测温仪校准方法

参考流量与电学计量领域利用标准表对仪器进行校准的方法,提出一种采用高精度的测温电桥与高稳定性的直流电阻箱组合作为标准装置,校准精密数字测温仪的方法.用此方法对精密数字测温仪进行校准并进行测量不确定度分析,结果表明在-195 ～660℃氛围内,温度示值误差的合成标准不确定度为0.5 ～0.7 mK.此方法采用的标准器准确...     

紫外荧光天然气总硫分析仪校准方法探讨

对于分析天然气中总硫含量的紫外荧光仪的检定及校准,我国尚未制定相应的检定规程或校准规范.参照已有的类似校准规范,结合紫外荧光总硫分析仪在天然气总硫含量检测方面的应用实际,提出评价总硫分析仪的校准项目和校准方法,包括示值误差、重复性、检测限和一致性等,并通过仪器校准实例及不确定度评定示例,验证了校准方法在相应仪器的可行性...     

面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术

从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器.搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定.按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度.     

β射线剂量仪校准因子不确定度分析

为准确评估β射线剂量仪校准因子的不确定度,将经过溯源的薄窗电离室放置在β射线辐射场的测量点处进行测量得到剂量率参考值,然后采用替代法将β射线剂量仪放在同一位置进行测量得到指示值,通过二者的比值得到β射线剂量仪的校准因子,并对校准因子的不确定度进行评定。不确定度的来源主要包括参考辐射场的均匀性、替代法测量过程中位置的一致性、显示值的统计标准偏差等。结果表明在校准过程中,通过提高参考辐射场的均匀性和参考位置的一致性可以改善校准因子的不确定度。     

Uncertainty Analysis for Angle Calibrations Using Circle Closure

We analyze two types of full-circle angle calibrations: a simple closure in which a single set of unknown angular segments is sequentially compared with an unknown reference angle, and a dual closure in which two divided circles are simultaneously calibrated by intercomparison. In each case, the constraint of circle closure provides auxiliary information that (1) enables a complete calibration process without reference to separately calibrated reference artifacts, and (2) serves to reduce measurement uncertainty. We derive closed-form expressions for the combined standard uncertainties of angle calibrations, following guidelines published by the International Organization for Standardization (ISO) and NIST. The analysis includes methods for the quantitative evaluation of the standard uncertainty of small angle measurement using electronic autocollimators, including the effects of calibration uncertainty and air turbulence.     

比较法真空标准漏孔校准方法研究

比较法校准真空标准漏孔是通过四极质谱计比较气体流量计提供的标准气体流量与被校真空标准漏孔产生的离子流获得校准值。主要介绍了比较法真空标准漏孔的校准方法、装置原理、校准过程及校准结果的处理等,并提出了减小测量不确定度的影响因素。