一種有效光強(qiáng)校準(zhǔn)裝置中閃光燈穩(wěn)定性的修正方法*

劉玉龍　劉文德　樊其明　陳　赤

(中國計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100029)

0　引言

有效光強(qiáng)測試儀是測量脈沖光源有效光強(qiáng)的儀器，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于測量脈沖光源光度特性的領(lǐng)域，例如航空上常用的頻閃測試儀FMG4400D。由于很多頻閃測試儀無法測量穩(wěn)定光源，且用于定標(biāo)的A光源光譜不同于閃光燈的光譜，因此我們采用參考閃光燈進(jìn)行校準(zhǔn)。參考閃光燈是基于氙氣放電原理的，自身的不穩(wěn)定性是重要的誤差源，本文主要研究有效光強(qiáng)測試儀的校準(zhǔn)及監(jiān)視探測器在校準(zhǔn)過程中的應(yīng)用。

1　有效光強(qiáng)的測量原理

脈沖光源或閃光光源是一種特殊的光源，一般持續(xù)時(shí)間非常短且波形較為復(fù)雜，圖1所示是一種典型的氙閃光燈的光脈沖波形，而有效光強(qiáng)是描述此類光源的光度特性的一個非常重要的參量。

參照國內(nèi)廣泛采納以及有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)支持的的定義[1-3]，閃光燈有效光強(qiáng)定義為：

(1)

式中，I(t)為瞬時(shí)光強(qiáng)；t1、t2為按照峰值百分比選取的閃光持續(xù)時(shí)間，并能使Ieff達(dá)到最大值[4]。

圖1　典型的氙氣閃光燈波形

在探頭距離閃光燈足夠遠(yuǎn)時(shí)，閃光燈可視為點(diǎn)光源，亦即平方反比律成立，這時(shí)瞬時(shí)光強(qiáng)為：

I(t)=E(t)D2

(2)

式中，E(t)為探頭有效接受面上的瞬時(shí)照度值；D為探頭接收面到光源發(fā)光面的距離。

由于儀器輸出的是電壓，因此需要對照度進(jìn)行線性定標(biāo)[5]，定標(biāo)系數(shù)為k0：

E(t)=k0U(t)

(3)

式中，U(t)為探測裝置瞬時(shí)電壓。在t1到t2時(shí)間范圍內(nèi)對E(t)積分，根據(jù)式(1)可以得到有效光強(qiáng)值。

2　有效光強(qiáng)測量儀校準(zhǔn)

我們建立的有效光強(qiáng)校準(zhǔn)裝置如圖2所示。……