一种真空紫外光谱辐射计校准方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种真空紫外光谱辐射计校准方法及装置，所述方法包括：光谱辐射亮度响应度校准、光谱辐射照度响应度校准和/或波长准确度校准，上述校准均是在无油真空仓中进行的。所述装置包括光谱辐射亮度响应度校准机构、光谱辐射照度响应度校准机构和波长准确度校准机构。国内目前尚无适用于真空紫外光谱辐射计的校准装置，采用本发明专利技术的真空紫外光谱辐射计校准方法及装置，可在发射前即在地面实验室真空紫外光谱辐射计的多个参数进行校准，有效保证了真空紫外光谱辐射计获取数据的准确性，对获取太阳和地球表面等日地空间环境的光谱信息等均有着重大意义。

Calibration method and device for vacuum ultraviolet spectrum radiometer

The present invention relates to a method and device for calibration of a radiation vacuum ultraviolet spectrum, the method includes: responsivity calibration, spectral irradiance responsivity calibration and / or accuracy of wavelength spectral radiance calibration, the calibration is carried out in the oil free vacuum in the chamber. The device includes a spectral radiance response calibration mechanism, a spectral irradiance responsivity calibration mechanism, and a wavelength accuracy calibration mechanism. There is no suitable calibration device in the vacuum ultraviolet spectral radiometer. The radiometer calibration method and device using vacuum ultraviolet spectrum of the invention, the multiple parameters in ground laboratory vacuum ultraviolet spectral radiometer calibration before the launch, effectively ensuring the vacuum ultraviolet spectral radiometer data acquisition accuracy the spectral information were obtained, such as the sun and the earth surface on the space environment of great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种真空紫外光谱辐射计校准方法及装置
本专利技术涉及光学测试设备校准
，尤其涉及一种真空紫外光谱辐射计校准方法及装置。
技术介绍
通过该真空紫外光谱辐射计校准装置，可以实现对真空紫外光谱辐射计光谱辐射亮度响应度、光谱辐射照度响应度和波长准确度等多参数的校准。真空紫外光谱辐射计的工作谱段刚好为空间物质成分重要的特征谱段，并且能够同时给出探测目标的真空紫外光谱信息，其具有的优势使得真空紫外光谱辐射计在航天技术迅速进步、空间科学研究空前发展的今天成为了世界各国争相关注的焦点，其屡被发射到太空中用以对地球、太阳系乃至整个宇宙进行观测，通过对这些不同天体目标真空紫外辐射强度和变化的观测，反演出多种物质的含量和变化规律，从而为日地空间环境、空间天气、宇宙起源等许多前沿科学研究提供大量的研究资料和可靠数据。校准测试是真空紫外光谱辐射计发射前的必不可少的重要环节，是衡量产品能否正常应用的关键。国内目前尚无适用于真空紫外光谱辐射计的校准装置，由于真空紫外波段光能量在大气中存在严重吸收，故而无法在非真空条件下开展相应校准工作，必须提供真空校准环境才能实现真空紫外光谱辐射计的校准。前期其它单位研制的校准装置均在大气条件下的非真空环境中工作，只适用于可见光及红外波段，无法满足针对真空紫外光谱辐射计的校准，同时由于前期研制的校准装置中所用光源、单色分光系统、准直光学系统等分部件无法满足真空紫外波段性能指标要求，也无法实现真空紫外光谱辐射计的校准工作。导致在运载至太空中后才发现问题，严重影响空间探测计划的正常进行。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种发射前即在地面实验室对真空紫外光谱辐射计进行多参数校准的真空紫外光谱辐射计校准方法及装置，通过设计适用于真空紫外波段的真空紫外光源、真空紫外单色分光系统、真空紫外匀光系统、真空紫外准直光学系统、标准辐射计以及高真空度无油真空仓，实现对真空紫外光谱辐射计的参数校准。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种真空紫外光谱辐射计校准的方法，所述方法包括：光谱辐射亮度响应度校准、光谱辐射照度响应度校准和/或波长准确度校准，上述校准均是在无油真空仓中进行的，所述高真空度无油真空仓用以为校准装置提供模拟的真空环境，屏蔽外界的杂散光；所述高真空度无油真空仓上有至少一个真空转换插头及真空法兰接口。本专利技术的校准方法能够对真空紫外光谱辐射计的多个参数进行校准，包括光谱辐射亮度响应度、光谱辐射照度响应度和/或波长准确度，能够有效保证真空紫外光谱辐射计探测数据的准确性。真空仓是本专利技术中的重要部分，由于真空紫外波段光谱能量在大气中会被严重吸收，无法实现光谱能量的有效传输，故而无法实现真空紫外光谱辐射计校准装置的校准功能，导致在大气环境下无法开展真空紫外光谱辐射计的参数校准。因而，真空紫外光谱辐射计校准装置必须处于高真空度的真空环境中才能工作，国外先进计量机构也都是采用该方法，通过高真空无油真空仓系统提供高真空度的真空环境，保证所研制的校准装置能够实现对真空紫外光谱辐射计的校准功能。本专利技术所述的高真空度无油真空仓在其它校准装置中是没有的。高真空度无油真空仓能够满足一定的真空度要求，真空度可以达到小于9×10-4Pa，提供洁净的真空环境，保证真空紫外光源发出的真空紫外波段光谱能量顺利传输而不被大气吸收，同时屏蔽红外辐射及可见光辐射等杂光干扰。真空法兰接口能够保证在接口处严格密封，真空仓外部配有各种接口，实现与抽真空系统、电缆和数据线的连接。进一步地，进行光谱辐射亮度响应度校准时：真空紫外光源发出的光经真空紫外单色分光系统分离出所需波长部分，再由真空紫外匀光系统作匀光处理后，经切换转台将标准辐射计和被校真空紫外光谱辐射计分别对准真空紫外匀光系统，继而实现光谱辐射亮度响应度的校准。进行光谱辐射照度响应度校准时：真空紫外光源发出光后，将被校真空紫外光谱辐射计对准所述真空紫外光源，根据已知的光谱辐射照度标准值，实现光谱辐射照度响应度的校准。进行波长准确度校准时：真空紫外光源发出光后，经真空紫外单色分光系统分离出所需波长部分，再由真空紫外准直光学系统准直，对准被校真空紫外光谱辐射计，实现波长准确度的校准。本专利技术还提供一种能够实现上述方法的真空紫外光谱辐射计校准装置，所述装置包括光谱辐射亮度响应度校准机构、光谱辐射照度响应度校准机构和波长准确度校准机构。进一步地，所述光谱辐射亮度响应度校准机构主要包括真空紫外光源、真空紫外单色分光系统、真空紫外匀光系统、标准辐射计、被校真空紫外光谱辐射计、切换转台、综合控制系统及软件系统和高真空度无油真空仓，真空紫外光源与真空紫外单色分光系统连接，置于高真空无油真空仓外部，真空紫外单色分光系统与高真空无油真空仓连接；真空紫外匀光系统、标准辐射计、被校真空紫外光谱辐射计和切换转台置于高真空无油真空仓内部，真空紫外匀光系统的入射端对准真空紫外单色分光系统的出射狭缝；标准辐射计和被校真空紫外光谱辐射计固定在切换转台的上表面；紫外单色分光系统的出射狭缝、真空紫外匀光系统入射端、标准辐射计及被校真空紫外光谱辐射计的光轴高度一致；标准辐射计、被校真空紫外光谱辐射计及切换转台通过高真空无油真空仓上的真空转换插头与高真空无油真空仓外部的综合控制系统及软件系统进行电路连接；所述光谱辐射照度响应度校准机构主要包括真空紫外光源、被校真空紫外光谱辐射计、切换转台、综合控制系统及软件系统和高真空度无油真空仓，真空紫外光源、被校真空紫外光谱辐射计和切换转台置于高真空度无油真空仓的内部；真空紫外光源固定在高真空无油真空仓的一端；被校真空紫外光谱辐射计固定在切换转台6的上表面；真空紫外光源、被校真空紫外光谱辐射计和切换转台通过高真空无油真空仓上的真空转换插头与高真空无油真空仓外的光源控制器模块和综合控制系统及软件系统进行电路连接；所述波长准确度校准机构主要包括真空紫外光源、真空紫外单色分光系统、被校真空紫外光谱辐射计、切换转台、综合控制系统及软件系统、高真空度无油真空仓和真空紫外准直光学系统，真空紫外光源与真空紫外单色分光系统连接，置于高真空无油真空仓外的一端，真空紫外单色分光系统与高真空无油真空仓连接；被校真空紫外光谱辐射计、切换转台和真空紫外准直光学系统置于高真空度无油真空仓内部；真空紫外准直光学系统位于靠近真空紫外单色分光系统的一端；被校真空紫外光谱辐射计固定在切换转台的上表面；紫外单色分光系统的出射狭缝、真空紫外准直光学系统及被校真空紫外光谱辐射计的光轴高度一致；被校真空紫外光谱辐射计、切换转台通过高真空无油真空仓上的真空转换插头与高真空无油真空仓外的综合控制系统及软件系统进行电路连接。进一步地，所述高真空无油真空仓的长度为2米，内径为1米，高真空度无油真空仓上有至少一个真空转换插头及真空法兰接口；真空紫外单色分光系统通过真空法兰接口与所述高真空无油真空仓连接。进一步地，所述真空紫外光源主要包括：光源模块和控制器模块，所述光源模块内部的氘灯灯芯能够产生120～200nm波段的真空紫外波段光能量，其发光点直径为1mm；所述控制器模块对光源模块进行供电，电流漂移0.05％。光源模块内部为150W的氘灯灯芯，可以用作校准装置的光源，能够产生真空紫外光辐射，具有高稳定性等特点。进一步地，所述真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空紫外光谱辐射计校准的方法，其特征在于，所述方法包括：光谱辐射亮度响应度校准、光谱辐射照度响应度校准和/或波长准确度校准，上述校准均是在高真空无油真空仓(8)中进行的，所述高真空度无油真空仓(8)用以为校准装置提供模拟的真空环境，屏蔽外界的杂散光；所述高真空度无油真空仓(8)上有至少一个真空转换插头及真空法兰接口。

【技术特征摘要】
1.一种真空紫外光谱辐射计校准的方法，其特征在于，所述方法包括：光谱辐射亮度响应度校准、光谱辐射照度响应度校准和/或波长准确度校准，上述校准均是在高真空无油真空仓(8)中进行的，所述高真空度无油真空仓(8)用以为校准装置提供模拟的真空环境，屏蔽外界的杂散光；所述高真空度无油真空仓(8)上有至少一个真空转换插头及真空法兰接口。2.根据权利要求1所述真空紫外光谱辐射计校准的方法，其特征在于，进行光谱辐射亮度响应度校准时：真空紫外光源(1)发出的光经真空紫外单色分光系统(2)分离出所需波长部分，再由真空紫外匀光系统(3)作匀光处理后，经切换转台(6)将标准辐射计(4)和被校真空紫外光谱辐射计(5)分别对准真空紫外匀光系统(3)，继而实现光谱辐射亮度响应度的校准。进行光谱辐射照度响应度校准时：真空紫外光源(1)发出光后，将被校真空紫外光谱辐射计(5)对准所述真空紫外光源(1)，根据已知的光谱辐射照度标准值，实现光谱辐射照度响应度的校准。进行波长准确度校准时：真空紫外光源(1)发出光后，经真空紫外单色分光系统(2)分离出所需波长部分，再由真空紫外准直光学系统(9)准直，对准被校真空紫外光谱辐射计(5)，实现波长准确度的校准。3.一种能够实现权利要求1-2中任一项所述方法的真空紫外光谱辐射计校准装置，其特征在于，所述装置包括光谱辐射亮度响应度校准机构、光谱辐射照度响应度校准机构和波长准确度校准机构。4.根据权利要求3所述真空紫外光谱辐射计校准装置，其特征在于，所述光谱辐射亮度响应度校准机构主要包括真空紫外光源(1)、真空紫外单色分光系统(2)、真空紫外匀光系统(3)、标准辐射计(4)、被校真空紫外光谱辐射计(5)、切换转台(6)、综合控制系统及软件系统(7)和高真空度无油真空仓(8)，真空紫外光源(1)与真空紫外单色分光系统(2)连接，置于高真空无油真空仓(8)外部，真空紫外单色分光系统(2)与高真空无油真空仓(8)连接；真空紫外匀光系统(3)、标准辐射计(4)、被校真空紫外光谱辐射计(5)和切换转台(6)置于高真空无油真空仓(8)内部，真空紫外匀光系统(3)的入射端对准真空紫外单色分光系统(2)的出射狭缝；标准辐射计(4)和被校真空紫外光谱辐射计(5)固定在切换转台(6)的上表面；紫外单色分光系统(2)的出射狭缝、真空紫外匀光系统(3)入射端、标准辐射计(4)及被校真空紫外光谱辐射计(5)的光轴高度一致；标准辐射计(4)、被校真空紫外光谱辐射计(5)及切换转台(6)通过高真空无油真空仓(8)上的真空转换插头与高真空无油真空仓(8)外部的综合控制系统及软件系统(7)进行电路连接；所述光谱辐射照度响应度校准机构主要包括真空紫外光源(1)、被校真空紫外光谱辐射计(5)、切换转台(6)、综合控制系统及软件系统(7)和高真空度无油真空仓(8)，真空紫外光源(1)、被校真空紫外光谱辐射计(5)和切换转台(6)置于高真空度无油真空仓(8)的内部；真空紫外光源(1)固定在高真空无油真空仓(8)的一端；被校真空紫外光谱辐射计(5)固定在切换转台6的上表面；真空紫外光源(1)、被校真空紫外...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广尉，孙红胜，王加朋，张玉国，吴柯萱，杜继东，郭亚玭，
申请(专利权)人：北京振兴计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11