Способ измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ИВ 011 ЯО Ьа а 01.ю 1 28ГОСУД АРСПО ДЕЛ ОПИС ОБРЕТ СВИДЕТ И АВТО 43 Морозов Ф е аВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.2, Воронков Г,Л, Ослабители оптического излучения, Л., Машиностроение 1, 1980, с. 17 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ ОСЛАБИТЕЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в , том, что измеряют падакщий. от источника на ослабитель поток излучения и измеряют прошедший через ослабитель поток излучения, о т л ич аю ш и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения, перед измерениф ями устанавливают такую температуру Т 1 источника излучения, в качестве которого используют черное тело, при которой фиксированная длина волны находится в области Вина, измеряют падакрие потоки излучения на фиксированной и дополнительной длинах волни Л 2 соответственно, причем 321 Л, устанавливают температуру черного тела Т.2 т Т и измеряют падакщий поток излучения на дополнительной длине волйы В 2 от черного тела и прошедший поток через осла, битель на фиксированной длине вол ны 31 и по отношению измеренных потоков излучения при двух темпер турах Т и Т 2 на каждой иэ указанных длин волн судят о коэффициенте пропускания ослабителя оптическогоизлучения.Изобретение относится к фотометрии и может использоваться для прецизионного определения коэффициента пропускания ослабителей оптического излучения, предназначенных дляэталонных спектрофотометрическихи радиометрических установок.Известен способ коэффициента пропускания ослабителя оптического излу.чвния, содержащий операции измеренияпоказателей прелОмления сред ослабителя, углов падения и преломления излучения и определения коэффициентапропускания с учетом формулы Френкеля 1 ,Недостатком данного способа является его низкая точность, обусловленная трудностью аппаратурнойреализации измерения в.радиальныхусловиях из-за отсутствия в настоящее время измерительной аппаратуры, работающей в требуемом диапазоне измерения (102 - 10 ф).Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излу. -чения, содержащий операции измеренияпадающего от источника на ослабительпотока излучения на измерения прошедшего через ослабитель потока излучечения и определения коэффициентаослабления ослабителя оптическогоизлучения с учетом измеренных величин по закону обратных квадратов 2 ).Известный способ прост в реализа.ции, но позволяет проводить измерение коэффициента ослабления лишь вдиапазоне 1-10 , обеспечивая досгтаточно высокую точность измеренияпорядка 1%.Верхний предел диапазона измерения коэффициента ослабления известным способом ограничен тем, что одновременно со значением этого преде ла возрастает и систематическая погрешность способа, которая зависитот величины рассеянного света, погло.щения в атмосфере и пороговых характеристик монохроматического приемника излучения, и при превышении предела значений выше М может составитьл 100, что недопустимо согласновысокотбчным способам измерения.Целью изобретения является расширение диапазона измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу измерениякоэффициента пропускания ослабителяоптического излучения, заключающемуся в том, что измеряют падающий отисточника на ослабитель поток излучения, измеряют прошедший через ослабитель поток излучения, перед измеренияли устанавливают такую темпера р(л Т ) ЛТ(1)Р 7,Т 2 (0)1р(Вт т ) ЭТ 2- (2)ехр( )-12 ф 2 ехр (у - -) 162 0 где К - коэффициент ослабления на 4 длине волны Л,С 2 - постоянная Планка. В частном случае, когда измерен 65 ные спектральные компоненты излучетуру Т источника излучения, в качестве которого используют черное тело,при которой фиксированная длина волнынаходится в области Вина, измеряют падающие потоки излучения на фиксированной и дополнительной длинахволн Ви 32 соответственно, причем32 7 3, устанавливают температуручертОго тела Т 2 ) Т и измеряют падающий поток излучения на дополни 10 тельной длине волны 12 от черноготела и прошедший поток через ослабитель на Фиксированной длине волныЛ и по отношению измеренных потоковизлучения при двух температурах Т15 и Т 2 на каждой из указанных длин волнсудят о коэффициенте пропускания ослабителя оптического излучения.На чертеже показана принципиальная схема установки для измерениякоэффициента ослабления ослабителяоптического излучения.Установка для реализации данногоспособа содержит модель 1 черноготела., монохроматический приемник25 излучения 2 и исследуемый ослабитель 3.Способ осуществляют следующжл образом,Модель 1 черного тела нагреваютЗ 0 до температуры Т и приемником 2измеряют поток излучения Г(В,Т)модели черного тела при фиксйрованной длине волны Д . Затем измеряют,поток излучения Р( Л 2, Т) при тойу;же температуре модели черного тела,35 но на большей фиксированной длиневолны. Затем измеряют потокизлучения 7(й 2, Т 2) на этой же длине волны, но при большей Фиксированной температуре Т 2 модели 1 чер 40 нОго тела. После этого вводят исследуемый ослабитель 3 в поток излучения модели 1 черного тела и измеряют ослабленный поток излученияГ(Д, Т 2 ) при указанной большей тем 45 пературе модели черного тела на меньшей из указанных Фиксированных длинволн. По полученным данным определяют отношения и и п 2 измеренныхпотоков излучения при двух фиксиро 50 ванных температуРах на каждой из указанных фиксированных длин волн с учетом формулы Планкаехр( - .)-155(31 дК вную 260ток изл определитьая, когда сплучения лежатом случае Кым решением ния ок 2 ая об со остьзай хрони ст ет е 4еУстанЯа всемряемоготаточноволн для1,0 глктл и 4 мк т; Составитель Н. СтуковаТехред Т.Фанта Корректор г 0.Макаре Редактор П. Кос/32 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного ко по дерам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушск(1 ) и (2) упрощаются Из выражения (г) получаем равен- ство1 1 Лг1 и и (5)Т 022Подставляя полученное выражение (5) в выражение (3), получаем Значение Кл гложнодля более обцеЗо случральные компоненты извне области Вина. В эопределяется совместнуравнений (1) и (2),П р и м е р, (одна спектралькомпонента излучения лежит внеласти Вина). Для реализации спможет быть использована следуюц:аппаратура: в качестве моделиного тела - модель черного телобразованная цилиндрической полиз стеклоуглерода типа. СУ 2500,крытая с одной стороны заглушкотношение диаметра полости к едлине равно 30; в качестве монматического приемника 2 излуче,спектрометр типа СДЛ; в качеисследуемого ослабителя 3 - цвстекло типа ТСавливают Т 1 равную 1300 Кисследуемом диапазоне измкоэффициента ослабления двыбрать три з нач ения длинЛр: 0,25 мкм; 0,5 мкм;а Л 2 = 3 мкм. Измеряют пг, и Л = 0,25 глкм Р(Л 1,Т 1),7229 х 10 "2 Втг при Т и Л=0,504 Л,Т) = 0,9279 х 10 фВтг при Тг,2560 Вт. и = - ехр ( 1 и п ) (Й)11 К 2Отсюда коэффициент ослабления на 5длине волны Л определяется по формуле Л 2ехр( 1 п п) иЛк - ". -" . (7)1 1Уравнение, определяющее в этомслучае относительное значение ореднего квадратического отклонениякоэффициента ослабления, имеет следуюший вид Устанавливают Т 2, ра 0 К,Измеряют при Т 2 и Л 2 по учеР(Л,Т ) = 9,2021 Вт,мВводят в поток излучения модели1 черного тела исследуемый ослабитель 3 и изглеряют ослабленный лотизлучения: при Т и Ъ = 0,25 мкглГ(й 1,Т) = 0,7229 х 10 "Втр при Т 2 и0,50 мкм г ( ЛТ) = 0,9279 хх 10 Вт; при Т 2 и Л= 1,00 мкмР(Л 1,Т) = 0,1858 Вт.Определяют значения п 1 и п 2. и1; п 2= 7,33Определяют значения КЛ 1. при Л=025 мкм К Л 1 -- 4,1 х 109 р приЛ 1 = О, 5 0 глкм К Л = 1, 5 5 х 1 0упри Л= 1,00 мкгл К Л = 2,54 х 10,.Таким образом, диайазон измерения коэффициента ослабления ослабителя оптического излучения составляет 2,54 х 10- 4,1 х 109, что превьыает диапазон измерения известного ослабителя в 10" раз, т.е. данный способ обеспечивает сушественное увеличение диапазона измерения,Технической эффект от примененияпредлагаемого способа,используюцегов качестве потока оптического излучния излучение модели черного тела,.состоит в расширении диапазона измерения в сторону увеличения значенийкоэффициента ослабления ослабителяоптического излучения (от 10 до