紫外探测器的辐射定标及标准传递
陈健;王伟国;高慧斌;刘廷霞;吉桐伯;于洪君
【摘要】To research the space optical remote sensing quantitatively and to improve the measuring accuracy of detectors in UV region,this paper analyzes the radiation calibration of the detectors and provides a standard transferring method.The working principle,establishing standard and the development status of UV detector standard-cryogenics radiometers are introduced in detail.Then,the selecting and the procedure of standard transmission of the transfer standard detector in Nation Institute of Standards and Technology（NIST） are discussed in-depth.The experimental results provide the theoretical foundation for the research on the detector calibration method and give the guidance for using the standard detector method to improve the calibration accuracy and accelerateing engineering application.%针对定量化遥感的深入研究和探测器测量精度的提高,本文对紫外波段探测器的标定方法和标准的传递进行了研究。介绍了紫外探测器低温辐射计的工作原理、标准建立过程及发展现状,探讨了美国国家标准研究院（NIST）传递标准探测器的选取和标准传递过程。文中的研究为探测器定标方法的研究提供了理论基础,对提高标准探测器定标精度,促进其工程化应用具有借鉴意义。
【期刊名称】《中国光学》
【年(卷),期】2012(005)004
【总页数】7页(P423-429)
【关键词】紫外探测器;低温辐射计;辐射定标;标准传递
【作者】陈健;王伟国;高慧斌;刘廷霞;吉桐伯;于洪君
【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033／中
国科学院研究生院,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林
长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国
科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精
密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033
【正文语种】中文
【中图分类】TN23;TJ95
1 引言
近年来，随着科学技术的快速发展，紫外光学在空间科学、材料、生物物理和等离子物理等领域显示出了广阔的应用前景，尤其是国内外空间紫外光学遥感领域的发展，使得针对紫外空间遥感方向的研究显得尤为重要［1-5］。
随着定量化遥感研究的深入及测量精度的不断提高，用紫外波段的高精度标准来标定各类传感器，评估其测量精度、稳定性以及数据可比较性十分必要。从理论上讲，实现绝对光谱辐射定标的途径有两个:一是基于辐射光源的标准光源定标法，二是
基于辐射探测器的标准探测器定标法。目前，在紫外辐射定标领域，标准光源定标方法被广泛采用，但由于其标准源不确定度较高( 2%) ，且定标过程中引入了较多不确定因素，使得定标精度无法进一步提升。而采用标准探测器定标方法一方面降低了标准源的不确定度( 1.2%) ，同时所采用的定标原理更为合理，消除了部分不
确定因素，因此该方法是提高紫外波段辐射定标精度的最有效手段。本文围绕紫外探测器标准的建立及量值传递过程展开讨论，对探测器定标方法的研究和定标精度的提升有着重要意义［6-10］。
2 紫外探测器标准建立
美国国家标准研究院( NIST) 的高精度低温辐射计( HACR) 系统结构及工作原理如图1 所示。以无氧铜为材质的圆柱型斜底腔作为接收腔，其内壁镀有 Ni-P 涂层，腔体吸收率＞0.999 9。Rh-Fe 电阻温度传感器和薄膜加热器置于腔体底部，腔体与5 K 的热沉相连，热沉与液氦储藏池相连。整个辐射计内真空度＜133.3 ×10-5 Pa，使液氮持续较长时间，并消除了热对流。55 K 的屏蔽套位于吸收腔外用于阻挡热辐射，而接收腔与外界没有热传导，基本处于绝热状态。温度为77 K 的保温液氮储藏池位于液氦储藏池外侧，用于减小液氦的消耗。辐射计入射窗( Brewster) 对线偏振光的透射比可达0.999 7。当接收腔接收光辐射后，将光能转化为热能，腔体温度逐渐升高，温度值由温度传感器记录;然后关掉光源，用位于腔体底部的薄面加热器对腔体进行加热至相同温度，此时记录下加热电压和电流，计算出光功率，即可得出入射光的光功率［12-16］。
图1 NIST 高精度低温辐射计Fig.1 High accuracy cryogenic radiometer in NIST
低温辐射计的基本原理［17］为:采用温度传感器测量探测器接收面相对于温度恒定热沉的温升，达到稳态后测量探测器的温升;然后屏蔽入射光，调节探测器加热功率。当稳态条件下探测器的温升与光加热的温升相同时，测量加热探测器的电功率，如此等效于测量入射到探测器的光功率。
对于低温辐射计腔体，由于吸收热辐射量与温度变化呈严格的线性关系，在实际测量中，须施加一个高加热功率和一个低加热功率，使平衡温度位于光加热平衡温度的两侧，然后通过线性插值求得光功率的大小。光功率的测量由1 次光加热和2
次电替代加热组成，如图2 所示。对于光功率测量有:
式中:Plaser为光加热功率值，PL为低电压替代加热功率值，PH为高电压替代加
热功率值，Tlaser为光加热平衡时的温度值，TL为低电压替代平衡时的温度值;TH 为高电压替代平衡时的温度值。
图2 电代替法测量原理Fig.2 Measurement principle of electricity substitution method
1，4 为光功率加热，温度平衡至Tlaser;2，5 为低电功率加热，温度平衡至TL;3，6 为高电功率加热，温度平衡至TH。
利用电替代方法测量光功率，必须要得到准确的施加电功率值。由于通过高稳定度的直流电压源发送的电功率并不是全部提供给吸收腔的加热电阻［17-18］，还有部分被标准电阻、传输导线等负载所分担，所以在实际实验过程中，利用数字电压表实时地对加热电阻和标准电阻上的电压进行测量，最终结果由式(3) 求得:
式中:Pheat为电代替功率，Vsr 为标准电阻两端电压;Rsr为标准电阻阻值，Vhr为加热电阻两端电压。
在实验过程中，当获得1 组高电压替代加热的温度和功率值，以及1 组低电压替
代加热的功率和温度值之后，可以利用线性插值法获得当前光功率值。最终的光功率由式(4) 求得:
式中:Pcorr为校正后的光功率，T 为窗口透射率，Pe为电替代线性插值求得的光
功率，A 为腔体吸收率，S 为由低温辐射计内部的四象限硅光电二极管测得的进入低温辐射的杂散光。
在以上校正因子中，只有腔体吸收率较为固定，而窗口透射率与入射光线的偏振度、布鲁斯特窗的角度调节及其洁净度等因素有关。因此有必要在实验进行前测量; 杂
散光可通过电压表对四象限硅光电二极管测量获得。
通过以上过程建立了低温辐射计标准，但直接利用低温辐射计对待测探测器进行标准传递是难以实现的，主要有以下几点原因:
(1) 由于低温辐射计的自身工作特性，它所能测量的光源只能为激光光源。
(2) 安装并测量低温辐射计花费的时间特别长，通常一个波长要几天时间。
(3) 测量波段也局限在可利用的激光，一般适用于高精度低温辐射计( HACR) 高精度测量的光辐射能量约为0.8 mW，明显高于正常光辐射应用的值。
因此，需要将高精度低温辐射计的标准传递给其他便于应用的探测器。
3 紫外探测器标准量值传递
3.1 传递标准探测器—陷阱探测器
图3 陷阱探测器结构示意图Fig.3 Configuration of trap detector
鉴于低温辐射计在实际定标应用中的缺陷，找到一个适合的探测器来携带低温辐射计的标准进行标准传递就成为了关键。经过多年研究，陷阱探测器被公认为目前最好的传递标准探测器。比起单片式的光电二极管，陷阱探测器具有低反射率，低温度系数，较好的空间和角度均匀性等优点［19］，其结构如图3 所示。
第1，2 个硅管的入射面相互垂直，入射角相等，第3 个硅管正入射，反射光束沿原路返回，3 个光电二极管在光路上并联。这种设计有如下优点:
(1) 通过多次反射，总反射率大为降低;
(2) 第1，2 个硅管的入射面相互垂直，入射角相等，第3 个硅管正入射，保证了探测器对入射光的偏振态是非常敏感的;
(3) 多次吸收提高了光电转换效率和灵敏度。
3.2 传递标准探测器—热电探测器
由于陷阱探测器工作波段有限，无法实现紫外波段的标准传递，因此需要采用热电
探测器作为另一个传递标准探测器，进行紫外波段的标准传递。
热电探测器的性能取决于其金黑材料的吸收比［20］，根据能量守恒定律: 其吸收比αp( λ) 可表示为:
式中，ρ( λ) 为反射率。因此，其光谱响应度Rp( λ) 可表示为:
式中:τw( λ) 为热电探测器窗口透射率，CFp 为定标因子，由输出信号和接收光强之比决定，这个因子可通过与陷阱探测器的对比定标给出。而热电探测器反射率可由Lambda-19 分光光度计测得［21］。窗口透射率可由NIST 透射率测量装置测得。
3.3 标准传递过程
本文以NIST 的紫外探测器标准传递过程为例，介绍紫外探测器标准的传递过程。整个标准传递过程如图4 所示，以高精度低温辐射计( HACR) 作为绝对标准探测器，以陷阱探测器作为传递探测器。首先用HACR 对陷阱探测器进行定标，并利用定标后的陷阱探测器对待测光电管探测器在可见光波段上进行标定，再利用陷阱探测器对热电探测器进行标定，然后用标定好的热电探测器对硅探测器在紫外波段上进行扩展定标，最终完成待测硅探测器紫外波段的定标工作。
图4 NIST 探测器标准传递过程Fig.4 Procedure of standard transmission for NIST detector
由低温辐射计对陷阱探测器进行标准传递的装置如图5 所示，在406 ～920 nm 上选取9 个激光波长进行定标。采用替代法，用HACR 给出陷阱探测器的量子效率，其不确定度为0.05%［18］。
图5 HACR-陷阱探测器的标准传递过程及定标后的陷阱探测器量子效率Fig.5 Standard transferring procedure from HACR to trap detector and the
calibrated quantum efficiency of trap detector
利用定标过的陷阱探测器作为传递标准探测器，对待测的硅探测器进行可见光波段的定标。之后就要把其定标波段扩展到紫外波段。这里应用热电探测器作为第二级的传递标准探测器。用陷阱探测器对热电探测器进行可见光波段标定，给出其响应度。由于热电探测器响应度与波长无关，因此，可以在紫外波段(200 ～400 nm) 用标定后的热电探测器对待测的硅探测器进行定标。
图6 NIST 紫外探测器定标装置Fig.6 Calibration instrument of NIST UV detector
由陷阱探测器及热电探测器对待测硅探测器的定标装置如图6 所示，它由氩弧光源、光栅双单色仪、前置光线系统、后置光学系统、探测器转台组成。将热电探测器及待测硅探测器置于转台上，在计算机控制下交替移入光路，随着光栅转动，不同波长单色光照射在探测器接收面上，分别用热电探测器及待测硅探测器进行信号采集。标定时以5 nm为间隔，定标波段为200 ～400 nm。
在热电探测器响应度已知的情况下，可对待测硅探测器进行紫外波段的响应度定标，同样采用替代法，待测硅探测器的响应度Rx 可表示为:
式中:Rp( λ) 为热电探测器的响应度; Bx( λ) 为待测硅探测器与监视探测器信号的比值; Bp( λ) 为热电探测器与监视探测器信号的比值。
通过以上方法完成了对待测硅探测器紫外波段的定标。该探测器结构紧凑，性能稳定，便于在实际定标工作中的应用。在所选取的紫外波段220 ～400 nm，其不确定度为0.38% ～1.2%。利用这种携带紫外探测器标准的硅探测器可实现在辐射定标具体研究工作中的应用。
4 结论
本文深入探讨了紫外探测器标准的建立及发达国家建立探测器基准的发展现状，并
详细介绍了其标准传递过程，以便加深对紫外探测器标准的认识，促进紫外探测器定标方法的使用和完善，研究结果对探测器定标方法的研究和紫外辐射定标精度的提高有着重要意义。
参考文献：
［1］ HEATH D F，KRUEGER A J，ROEDER H A，et al.. The solar backscatter ultraviolet and total ozone mapping
spectrometer( SBUV/TOMS) for NIMBUSG［J］. Opt．Eng.，1975，14(4) ：323-331.
［2］刘建卓，王学进，黄剑波.三波段电晕检测光学系统的设计［J］.光学精密
工程，2011，19(6) :1228-1234.LIU J ZH，WANG X J，HUANG J B. Design
of three-band optical system used in corona detection［J］.
Opt． Precision Eng.，2011，19(6) :1228-1234.( in Chinese)
［3］黎海文，郝鹏，吴一辉.微硅狭缝紫外-可见光谱仪杂散光的产生与抑制［J］.光学精密工程，2011，19(4) :737-742.LI H W，HAO P，WU Y H. Generation and suppression of stray light in UV-vis spectrometer based on micro-silicon-slit［J］. Opt． Precision Eng.，2011，19(4) :737-742.( in Chinese) ［4］ QUINN T J. Primary methods of measurement and primary standards ［J］. Metrologia，1997，34(1) :61-65.
［5］ LOSEV V，ALEKSEEV S，IVANOV N，et al.. Development of
hybrid( solid/gas state) ultra-high power femtosecond laser system on the basis of XeF( C-A) amplifier［J］. Opt． Precision Eng.，2011，19(2) :252-259.
［6］ TARASENKO V F，BAKSHTE K H，BURACHENKO A G，et al．. Formation of superpower volume discharges and their applications［J］.
Opt． Precision Eng．，2011，19(2) :273-283.
［7］ GENTILE T R，HOUSTON J M，HARDIS J E，et al.. National institute
of standards and technology high-accuracy cryogenic radiometer［J］. Appl． Opt.，1996，35(7) :1056-1068.
［8］张永生郑国鑫.500 fs 紫外激光系统及其在闪烁体荧光特性测试中的应用［J］.光学精密工程，2011，19(2) :475-481.ZHANG Y SH，ZHENG G X. 500 fs UV laser system and its application to fluorescence test of thin film scintillators［J］.Opt． Precision Eng.，2011，19(2) :475-481.( in Chinese) ［9］赵阳，巩岩.深紫外光刻照明系统光束整形单元的设计［J］.光学精密工程，2011，19(1) :29-34.ZHAO Y，GONG Y. Design of beam shaping unit for deep ultraviolet lithographic illumination system［J］. Opt． Precision Eng.，2011，19(1) :29-34.( in Chinese)
［10］ STOCK K D，HOFER H. Present state of the PTB primary standard
for radiant power based on cryogenic radiometry［J］.Metrologia，1993，30(4) :291-296.
［11］吕亮.低温辐射计计量特性、测量装置及量值传递方法的研究［D］.北京:中国计量科学研究院，2005.LÜ L. Study on cryogenic radiometer measurement characteristics，measuring devices and delivery method［D］.
Beijing:National Institute of Metrology，2005.( in Chinese)
［12］吴礼刚，何文荣，胡晋荪，等.日盲紫外-可见光双光谱照相机系统［J］.光学精密工程，2010，18(7) :1529-1535.WU L G，HE W R，HU J S，et al.. Solar blind UV and visible dual-spectral camera［J］. Opt． Precision Eng.，2010，18(7) :1529-1535.( in Chinese)
［13］王淑荣，李福田，宋克非，等.地外太阳紫外光谱测量［J］.光学精密工程，
2010，18(6) :1271-1277.WANG SH R，LI F T，SONG K F，et al.. Measurement of extraterrestrial solar ultraviolet spectrum［J］.
Opt． Precision Eng.，2010，18(6) :1271-1277 ( in Chinese)
［14］ MARTIN J E，FOX N P，KEY P J. A cryogenic radiometer for absolute radiometric measurements［J］. Metrologia，1985，21(3) :147-155.
［15］王玉恒，赵学庆，谭晓莉，等.脉冲紫外激光和X 射线辐照Al 靶冲量耦合
的异同性［J］.光学精密工程，2011，19(2) :463-469.WANG Y H，ZHAO X Q，TAN X L. Similarity and distinction between impulse coupling with aluminum by pulsed ultraviolet laser and by X-ray［J］. Opt． Precision Eng.，2011，19(2) :463-469.( in Chinese)
［16］何飞，陈波，张效信.月基观测地球等离子体层极紫外辐射特性［J］.光学
精密工程，2010，18(12) :2564-2573.HE F，CHEN B，ZHANG X X. Moon-based imaging of earth plasmaspheric extreme ultraviolet radiation［J］. Opt． Precision Eng.，2010，18(12) :2564-2573.( in Chinese)
［17］ KOHLER R，GOEBEL R，PELLP R. Experimental procedures for the comparison of cryogenic radiometer at highest accuracy［J］. Metrologia，1996，33(6) :549-554.
［18］ DATLA R U，STOCK K. Characterization of an absolute cryogenic radiometer as a standard detector for radiant-power measurements［J］. Appl． Opt．，1992，1(34) :7219-7225.
［19］ GOEBEL R，YILMAZ S，PELLO R. Polarization dependence of trap detector［J］. Metrologia，1996，33(3) :455-460.
［20］ ZALEWSKI E F. The NBS Photodetector Spectral Response
Calibration Transfer Program［M］. Gaithersburg，Maryland:US Dept. of Commerce，National Bureau of Standards，National Measurement Laboratory，Center for Radiation Research，1988.
［21］ SCHWINGER J. Electron radiation in high energy accelerators［J］. Phys． Rev．，1946，70:798-798.
紫外探测器的辐射定标及标准传递 陈健;王伟国;高慧斌;刘廷霞;吉桐伯;于洪君 【摘要】To research the space optical remote sensing quantitatively and to improve the measuring accuracy of detectors in UV region,this paper analyzes the radiation calibration of the detectors and provides a standard transferring method.The working principle,establishing standard and the development status of UV detector standard-cryogenics radiometers are introduced in detail.Then,the selecting and the procedure of standard transmission of the transfer standard detector in Nation Institute of Standards and Technology（NIST） are discussed in-depth.The experimental results provide the theoretical foundation for the research on the detector calibration method and give the guidance for using the standard detector method to improve the calibration accuracy and accelerateing engineering application.%针对定量化遥感的深入研究和探测器测量精度的提高,本文对紫外波段探测器的标定方法和标准的传递进行了研究。介绍了紫外探测器低温辐射计的工作原理、标准建立过程及发展现状,探讨了美国国家标准研究院（NIST）传递标准探测器的选取和标准传递过程。文中的研究为探测器定标方法的研究提供了理论基础,对提高标准探测器定标精度,促进其工程化应用具有借鉴意义。 【期刊名称】《中国光学》 【年(卷),期】2012(005)004 【总页数】7页(P423-429)
辐射定标 辐射定标定义：建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系。 分为三类： 1.实验室定标：在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。有的仪器内有内定定标系统。但是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。 1光谱定标，其目的是确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数 2辐射定标 绝对定标：通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系相对定标：确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。 2.机上和星上定标 机上定标用来经常性的检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上，在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。 3.场地定标（是最难的一个） 场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，场地定标可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。该定标方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射率。 原理：在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。 基本技术流程：获取空中、地面及大气环境数据，计算大气气溶胶光学厚度，计算大气中水和臭氧含量，分析和处理定标场地及训练区地物光谱等数据，获取定标场地数据时的几何参量和时间，将获取和计算的各种参数带入大气辐射传输模型，求取遥感器入瞳时的辐射亮度，计算定标系数，进行误差分析，讨论误差原因。 方法：
辐射定标实验报告 辐射定标实验报告 辐射定标实验是一项重要的科学实验，用于测量和确定辐射源的强度和能量。 通过这个实验，我们可以获得辐射源的各种参数，为辐射防护和辐射治疗提供 准确的数据支持。本文将介绍辐射定标实验的背景、目的、实验装置、实验过 程和结果分析。 一、背景 辐射是指能够传播并具有能量的电磁波或粒子束。在许多领域中，如医学、工 业和环境监测等，辐射的测量和控制非常重要。辐射定标实验是为了确保辐射 源的准确性和可追溯性，以及测量设备的准确性和灵敏度。 二、目的 本次实验的目的是通过辐射定标实验，测量和确定辐射源的强度和能量。同时，我们还将评估测量设备的准确性和灵敏度，并验证实验结果的可靠性。 三、实验装置 实验所需的装置包括辐射源、辐射探测器、测量设备和数据记录系统。辐射源 可以是放射性同位素或加速器产生的粒子束。辐射探测器是用于测量辐射强度 和能量的仪器，常见的有Geiger-Muller计数器和电离室。测量设备包括放大器、多道分析器和计算机等。 四、实验过程 1. 准备工作：确保实验环境安全，并检查实验装置的正常运行。 2. 辐射源测量：使用辐射探测器测量辐射源的强度和能量。根据实验需要，可 以调整探测器的位置和角度。
3. 数据记录：使用测量设备和数据记录系统记录测量结果。同时，还需要记录 实验参数，如探测器距离辐射源的距离、测量时间等。 4. 实验重复：为了提高结果的可靠性，需要重复实验，并对结果进行平均处理。 5. 数据分析：对实验结果进行统计和分析，计算辐射源的强度和能量。同时， 还需要评估测量设备的准确性和灵敏度。 五、结果分析 通过辐射定标实验，我们得到了辐射源的强度和能量数据。同时，我们还评估 了测量设备的准确性和灵敏度。实验结果表明，辐射源的强度在一定范围内是 稳定和可靠的。测量设备的准确性和灵敏度也符合要求。 六、结论 辐射定标实验是一项重要的科学实验，通过测量和确定辐射源的强度和能量， 为辐射防护和辐射治疗提供准确的数据支持。本次实验结果表明，辐射源的强 度在一定范围内是稳定和可靠的，测量设备的准确性和灵敏度符合要求。 七、展望 辐射定标实验在科学研究和应用中具有广泛的应用前景。未来，我们可以进一 步改进实验装置和方法，提高实验的准确性和可靠性。同时，还可以开展相关 研究，探索新的辐射定标技术和方法。 总之，辐射定标实验是一项重要的科学实验，通过测量和确定辐射源的强度和 能量，为辐射防护和辐射治疗提供准确的数据支持。本次实验结果表明，辐射 源的强度在一定范围内是稳定和可靠的，测量设备的准确性和灵敏度符合要求。未来，我们可以进一步改进实验装置和方法，提高实验的准确性和可靠性。同时，还可以开展相关研究，探索新的辐射定标技术和方法。
辐射定标设备的国家相关的计量基准 辐射定标设备是一种用于测量和校准辐射剂量的仪器。国家相关的计量基准对辐射定标设备的标准化和准确性提供了指导和保证。下面将介绍一些国家的相关计量基准。 1.国际原子能机构（IAEA）：国际原子能机构是一个致力于推进和促进安全、和平利用核能的组织。IAEA制定了许多与辐射安全相关的标准和指南，其中包括辐射计量学和辐射安全的基本准则。 2.国际电离辐射计量委员会（ICRU）：国际电离辐射计量委员会是一个专门从事辐射计量学和辐射治疗的国际组织。ICRU提供了关于辐射计量学的基本定义和建议，以及与辐射治疗相关的指南。 3.国际标准化组织（ISO）：国际标准化组织是一个全球性的标准制定组织。ISO制定了一系列与辐射计量学和辐射防护相关的标准，为辐射定标设备的可靠性和互操作性提供了依据。 4.国际电工委员会（IEC）：国际电工委员会是一个专门从事电工技术标准制定的国际组织。IEC制定了一系列与辐射探测器和辐射仪器相关的标准，包括辐射探测器的性能测试和辐射仪器的校准要求。
5.国家标准化组织：不同国家都有自己的标准化组织，如美国的 美国国家标准学会（ANSI）、中国的国家标准化管理委员会（SAC）等。这些标准化组织负责制定和发布与辐射计量相关的国家标准，并提供 与国际标准的对接。 此外，各国还有一些专门的仪器校准实验室和核安全监管机构， 负责对辐射定标设备进行测试和认证。这些实验室和机构通常依据上 述国际和国家标准，采用一系列的测量方法和设备，对辐射定标设备 的测量准确性、灵敏度、稳定性等进行验证和认证。 需要强调的是，辐射计量学和辐射安全是一个非常重要的领域， 各国在制定和执行相关计量基准时非常谨慎，且要密切注意国际标准 的变化和发展趋势。只有确保辐射定标设备的准确性和可靠性，才能 有效保护人类和环境免受辐射的危害。
紫外探测器防爆产品企业标准 紫外探测器防爆产品企业标准 一、引言 在工业生产和化工领域，安全永远是第一位的重要因素。特别是在有 爆炸危险的环境中，各种安全防护设备尤为关键。紫外探测器作为一 种重要的防爆产品，在防爆领域中发挥着重要作用。本文将深入探讨 紫外探测器防爆产品企业标准，帮助读者更好地了解和理解这一重要 主题。 二、紫外探测器的定义和功能 1. 紫外探测器是一种通过探测气体中的紫外辐射来实现气体检测功能 的装置。它能够快速准确地检测到有害气体的存在，并及时发出警报，保障人员和设施的安全。 2. 作为防爆产品，紫外探测器具有防爆、防腐蚀、耐高温等特点，能 够在恶劣的工作环境中稳定可靠地工作，大大降低了爆炸事故的发生 风险。
三、紫外探测器防爆产品企业标准的重要性 1. 标准的制定是保障防爆产品质量和安全性的重要手段。通过严格的标准，能够规范企业生产行为，确保产品符合国家法律法规的要求，保障用户的生命财产安全。 2. 正规企业标准能够提高产品的竞争力和信誉度，促进企业的可持续发展。合格的标准产品不仅有助于提高用户的满意度，还可以提升企业在市场中的地位和口碑。 四、紫外探测器防爆产品企业标准的内容和要求 1. 标准应包括产品的设计、制造、检测、运输、使用和维护等各个环节。详细规定了产品的技术参数、安全要求、质量控制和检测方法等内容，确保产品的安全可靠。 2. 标准应符合国家相关法律法规的要求，同时兼顾国际通行标准，确保产品在国内外市场上都能够得到认可和应用。 五、我对紫外探测器防爆产品企业标准的个人观点 紫外探测器防爆产品企业标准的制定和执行是非常必要的。作为一个关乎生命安全的领域，如果产品不能符合相应的标准，将会对人员和
紫外探测器原理 紫外探测器（Ultraviolet Photodetector）是一种能够探测紫外 线辐射并将其转化为电信号的器件。在许多领域中，如环境监测、医学诊断、光学通信等都需要使用紫外探测器进行高灵敏度的紫外线测量。 紫外探测器原理可以分为两大类：光电子倍增管原理和固态光探测器原理。 一、光电子倍增管原理 光电子倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）是一种应用于光 电探测领域的设备。其工作原理是将入射光子转化为电子，并通过电子增倍的方式放大电信号。 PMT的主要构造由光阴极、光电子倍增层、电子透镜、阳极 等组成。当紫外光照射到光阴极上时，光阴极会发射出光电子。这些光电子经过电子透镜的聚焦作用后，进入光电子倍增层。光电子倍增层由一系列电子倍增器组成，每个电子倍增器都会将一个光电子转化为多个光电子。最终，这些光电子会击中阳极，并产生电流信号。 PMT具有高增益、高灵敏度和快速响应的特点，特别适用于 测量低光强下紫外线的信号。同时，其光谱响应范围广，覆盖了紫外线、可见光和近红外光等辐射范围。 二、固态光探测器原理
固态光探测器是一类使用半导体材料制成的探测器，如光敏二极管（Photodiode）、光电二极管（Phototransistor）等。固态光探测器与传统的光电倍增管相比，具有结构简单、体积小、耐用性高等优点。 光敏二极管是可以将光子转化为电子的固态器件。其结构类似于普通的二极管，由PN结构组成。当紫外线照射到PN结上时，会激发出电子和空穴，并通过外加电压产生电流。光敏二极管的灵敏度和响应速度与PN结的电压和材料特性有关。 光电二极管类似于普通的晶体管，其结构包括一个光电极（置于光照区域）和一个集电极。当紫外光进入光电极时，光电极会产生电流，这会改变集电极上的电压。光电二极管的输出信号可以通过电流或电压来表示。 固态光探测器的优点在于其快速响应速度、灵敏度高以及低功耗等。此外，它们还可以与其他电子器件集成，以实现更高级的功能。 在实际应用中，选择合适的紫外探测器需要根据具体需求来确定，包括测量的光谱范围、灵敏度要求、响应时间和环境适应性等因素。此外，不同类型的探测器还可能需要外部电压或电流源进行驱动。 总结起来，紫外探测器的原理可以归纳为光子与半导体材料相互作用，将光能量转化为电能量，进而产生电信号。不同的紫
光谱仪辐射定标暗电流 光谱仪是一种用来分析物体辐射谱线的仪器。它通过将光束分离成不同的波长成分，并测量其强度，可以得到光的频谱分布。而辐射定标则是光谱仪中非常重要的一个环节，它用于确保光谱仪能够准确地测量光的强度。在光谱仪工作过程中，暗电流是一个不可忽视的因素。本文将详细介绍光谱仪、辐射定标和暗电流的相关知识，并一步一步回答与之相关的问题。 第一部分：光谱仪 光谱仪是一种将入射光分解成不同波长成分的仪器。根据所用的原理和光学元件的不同，可以将光谱仪分为多种类型，如分光光度计、衍射光谱仪、光栅光谱仪等。 1. 为什么需要光谱仪？ 光谱仪可以帮助我们了解物质辐射的特性。不同物质在不同波长的光下会表现出不同的特色光谱线，通过测量这些光谱线的强度，我们可以研究物质的构成、性质和浓度等。 2. 光谱仪的工作原理是什么？ 光谱仪的工作原理基于光的分光现象，即将光源发出的连续光束通过光学
元件（如光栅、棱镜或衍射光栅）分解成不同波长的光束。这些分离出来的光束经过光电检测器测量，得到光的频谱分布。 3. 光谱仪的主要组成部分有哪些？ 光谱仪主要由入射光源、光学元件、光电探测器和数据处理系统等组成。其中，入射光源可以是白光源或单色光源，光学元件用于将光束分解成不同波长，光电探测器用于测量光束的强度，数据处理系统用于处理和分析测量结果。 第二部分：辐射定标 辐射定标是光谱仪中非常重要的一个环节，它是为了确保光谱仪能够准确地测量光的强度。 1. 为什么需要进行辐射定标？ 光谱仪的光电探测器需要将测量到的光信号转换成电信号。为了能够准确测量光信号的强度，需要以已知强度的光源进行定标。辐射定标可以通过散射标定、反射标定或吸收标定等方式进行。 2. 辐射定标的常用方法有哪些？
辐射定标是进行遥感定量反演的一个前提，在遥感应用占有很重要的位置，下面部分内容主要摘自童庆禧先生的《高光谱遥感》 辐射定标：建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系。 1.实验室定标：在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出 值转换为辐射值。有的仪器内有内定定标系统。但是在仪器运行之后，还需要定期定标， 以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。 1光谱定标，其目的视确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数 2辐射定标 绝对定标：通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系 相对定标：确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。 2.机上和星上定标 机上定标用来经常性的检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上，在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。 3.场地定标（是最难的一个） 场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，场地定标可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。该定标方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射率。 原理：在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与
紫外探测器原理 紫外探测器是一种用于检测和测量紫外光辐射的器件。其原理是基于固体电子能带结构和光电效应的相互作用。当紫外辐射入射到探测器表面时，能量会被传递到半导体内部，导致产生电子-空穴对。通过测量这些电子-空穴对的数量和能量，就可 以确定入射光的强度和波长。 紫外探测器的工作原理基于半导体材料的电子结构和光电效应。半导体材料可以分为导带和价带两个区域，两者之间的带隙（禁带宽度）对于不同的材料是不同的。当光子的能量等于带隙的能量时，就可以产生电子-空穴对。电子会被激发到导带中，而空穴则会停留在价带中。 在紫外探测器中，通常使用硅、锗、氮化硼或碳化硅等材料作为探测元件。其中，硅是应用最广泛的材料之一。硅的带隙能量为1.12电子伏特，其对于波长在200-1100纳米范围的紫外 光辐射有很好的响应。当紫外光辐射照射在硅探测器表面时，光子会激发电子-空穴对。由于电子负荷和正电荷分别被集中 到导带和价带中，因此会产生一个电势差。该电势差可以被连接在探测器两端的电路中所测量，从而得到紫外光辐射的强度和波长。 除了硅，锗也是一种常用的紫外探测器材料。锗的带隙能量为0.67电子伏特，对于波长在400-1800纳米范围的红外光辐射 也有很好的响应。氮化硼和碳化硅则是一些新型的材料，具有较宽的带隙能量，能够响应更短波长的紫外光辐射。
除了材料选择，紫外探测器的性能还取决于其结构设计和制作工艺。一般而言，制作紫外探测器的工艺包括材料生长、晶片制备、金属化和封装等过程。其中晶片制备是关键的环节，需要通过控制材料和工艺参数来控制探测器的响应特性和性能指标。例如，通过控制材料生长条件可以控制晶体缺陷密度和晶体结构，从而影响探测器的响应速度和噪声密度等性能指标。 总之，紫外探测器是一种基于半导体材料的电子能带结构和光电效应原理，用于检测和测量紫外光辐射的器件。其性能取决于材料选择、结构设计和制作工艺等方面，能够应用于光谱分析、通信、光学成像等领域。
紫外探测器原理 紫外探测器是一种可以检测紫外光的光电传感器，广泛应用于科学研究、工业检测、环境监测等领域。它基于紫外光与物质之间的相互作用原理，将光信号转换为电信号，实现对紫外光的探测、测量和分析。 紫外探测器的工作原理基于紫外光的光电效应，即当紫外光照射到感光材料上时，光子的能量被传递给感光材料中的电子，使其从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。紫外光的强度越大，传递给感光材料的能量就越大，电子的跃迁数量就越多，形成的电子空穴对也就越多。接着，这些电子空穴对会被电场分离并收集到电极上，产生电流信号，从而实现对紫外光的探测。 常用于紫外探测器的感光材料有硅（Si）、氮化镓（GaN）、 硒化镉（CdSe）等。硅是一种常见的半导体材料，具有良好 的光电性能和相对较宽的响应范围，在宽波长范围内都能对紫外光产生响应。氮化镓则是一种具有较高选择性的材料，适用于高能量的光子探测。而硒化镉则是一种高灵敏度的材料，适用于高精度的紫外光测量。 除了感光材料，紫外探测器还包括光透过窗、滤光膜、光敏电极等组件。光透过窗用于过滤掉紫外光以外的光线，确保只有紫外光能够进入探测器。滤光膜则用于进一步调节入射光的波长和强度，以满足具体应用需求。光敏电极则负责收集感光材料中产生的电子空穴对，将其转化为电流信号。 在实际应用中，紫外探测器通常与信号放大器、滤波器、数据
采集系统等设备结合使用，以提高信号的检测灵敏度和增加探测范围。信号放大器将探测器输出的微弱电流放大为可测量的电压信号，滤波器则用于进一步滤除噪音和杂散光，数据采集系统则用于记录和分析探测器输出的电信号。 总的来说，紫外探测器的原理是基于光电效应，通过感光材料吸收和转换紫外光的能量，产生电流信号。感光材料的选择、光透过窗、滤光膜、光敏电极等组件的设计和优化，以及与其他设备的配合使用，都是实现高灵敏度、高准确性紫外光探测的关键。
地外太阳紫外光谱测量 王淑荣;黄富祥;王维和;李福田;宋克非;王立朋;汪龙祺;林冠宇;黄煜;刘海波;曲艺【摘要】介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪,利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据.该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑,工作波段为160～400 nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪.报导了该探测仪的组成和工作原理,描述了它的3种工作模式,即大气模式、太阳模式和标准灯模式.介绍了太阳模式下该探测仪的光谱辐照度定标,受光源性能所限,光谱辐照度定标分160～300 nm 和250～400 nm两个波段进行.最后,给出了利用紫外臭氧垂直探测仪获得的太阳紫外光谱和数据处理结果.结果表明,利用该探测仪在轨获得的160～400 nm太阳连续光谱和250～340 nm间 12个特征波长的太阳分立光谱与美国SBUV/2获得的测量数据的一致性在±5%以内. 【期刊名称】《光学精密工程》 【年(卷),期】2010(018)006 【总页数】7页(P1271-1277) 【关键词】紫外臭氧垂直探测仪;紫外光谱;太阳光谱 【作者】王淑荣;黄富祥;王维和;李福田;宋克非;王立朋;汪龙祺;林冠宇;黄煜;刘海波;曲艺 【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,
应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长 春,130033 【正文语种】中文 【中图分类】TP73 1 引言 太阳紫外光谱及其随时间的变化对研究地球大气层中的光电离和动力学过程以及地球气候和环境的变化,进而对太阳物理、大气物理、气候学、环境学等科学研究均有重要价值。 近年来,随着空间技术的发展,太阳紫外光谱研究日益活跃,大量的测试结果给出了地外太阳紫外光谱及其随时间的变化,为太阳物理、高层大气物理和气候学研究提供了资料。但由于测试方法和仪器精度的限制,数据分散较大(至80年代约25%),提高精度的测试也在不断进行。80年代美国国家宇航局Goddard空间飞行中心研制了太阳后向散射紫外光谱辐射计(BUV和SBUV),取得了160～400 nm太阳紫外光谱辐照度数据[1]。90年代初美国海军研究实验室研制成功太阳紫外光谱监视器(SUSIM),美Colorado大学研制成功太阳与恒星辐照度比对实验装置(SOLSTICE),并搭载于上层大气研究卫星(UARS)进行了太阳紫外光谱观测[2-3]。本世纪初美国
深圳市林上科技有限公司 紫外辐射照度标准(紫外能量计紫外强度计） 紫外辐射照度计常常称作为UV能量计。随着经济的发展，紫外辐射照度计（UV 能量计）在工业上的运用越来越多，紫外辐射照度计的溯源也越发显得重要。 一：国际上对紫外波段的划分不统一。 目前中国对于紫外辐射波段的划分，是分为A1、A2、B、C四种波段。对应于上述四种波段的紫外光源有高压汞灯、黑光型高压汞灯和低压汞灯。中国紫外辐射照度工作基准主要由光谱辐射计、标准紫外辐射照度计、各种紫外光源等组成，用于贮存和复现紫外辐照度量值。但由于上述标准建于1989年，已不能完全满足现代市场对紫外辐照计的量值溯源要求。随着国外此类仪器的引进逐渐增多，紫外辐照计的校准已出现了多国标准共存的局面，从而给广大的紫外辐射照度计用户造成困扰。 二、各国标准共存的市场 目前，美国、德国、日本这三个国家生产的辐照计的国内市场占有率还是相当大的，相对来说仪器做的也不错，稳定性好，使用寿命长。但是却存在着很大的问题，即便是同一个国家的标准似乎也不能做到完全统一。比如美国的标准，紫外辐照度都溯源到NIST，但却产生了不同的测量结果。最典型的两家辐照计生产商，EIT和International Light，同样测A波段的仪器，用国家标准做检定，EIT的示值误差有30%~70%，而International Light的示值误差却可以控制在10%以内，也就是基本和国家标准一致。德国和日本的仪器也存在同样的问题，都有和国家标准一致的仪器也有测量结果相距甚远的仪器。如某德国产同一厂家不同型号的两款仪器，测量波段一致，测出的结果却相差甚远。这可能是由于校准光源或者仪器探测器的光谱响应不尽一致造成的。 总之，国际上对于紫外辐照度没有一个统一的标准来约束生产商造成了多国标准共存的局面，这也给紫外辐照度的计量带来困难。这里有必要说一下中国的紫外辐照度标准在国际比对中的情况。2002年12月，中国计量科学研究院（NIM）参加了由亚太计量规划组织（APMP）举办的国际上首次“UVA探测器的照度响应度国际比对APMP PR-S1”。比对结果表明：在7个参加实验室中，NIM的量值与国际参考值最为接近，窄波段UV365照度响应度和宽波段UVA 照度响应度与国际参考值的偏离量分别为-0.57%(k=2)和-0.53%( k=2)。在特定条件下，宽波段紫外辐射度的量值复现不确定度也由原来的10%( k=1)改善为 2.0%( k=1)。应该说，中国现有的紫外辐射照度标准是值得信赖的。 三、应对和解决方法针对这种比较混乱的局面，最好的解决方法莫过于统一标准。就现在工业生产中使用的紫外辐照度计而言，多数用在紫外固化和紫外曝光上，测量UV炉或者UV灯管的辐射照度或者能量，波段处于UVA和UVB，用于测量紫外辐射能量的仪器多一点，俗称UV能量计。 对于使用和校准，我们建议： 1、同一个公司尽可能的使用同一厂家同一型号的仪器，便于量值统一，便于
紫外火焰探测器 使用说明书 使用说明书 Ver5.2 感谢您使用紫外火焰探测器。正确安装后，探测器可为您提供长久，可靠的服务。为了正确使用本产品，请仔细阅读本说明书并妥善保管。 注意：本探测器的作用是检测火焰并发出警报信号，它不是防火和灭火装置。 我公司对于事故、失窃、不可抗力（包括闪电、雷击所致）、滥用、误用、非正常使用、错误安装、维护不当等造成的损坏或损失不负责任。 一、产品说明： 紫外火焰探测器(以下简称探测器)通过探测物质燃烧所产生的紫外线来探测火灾，适用于火灾发生时易产生明火的场所，对发生火灾时有强烈的火焰辐射或无阴燃阶段的火灾以及需要对火焰作出快速反应的场所均可采用本探测器。该探测器与其他探测器配合使用，更能及时发现火灾，尽量减少损失。探测器报警后，指示灯常亮，并输出一路继电器无源触点信号，可供外部驱动警告设备或检测信号用。
二. 特点： ● 探测器内置单片机，采用智能算法，既可以实现快速报警，又可以降低误报率。 ● 探测器采用继电器型输出方式（常开，常闭可选），可直接控制其它设备。 ● 传感器选用高性能进口紫外光敏管，具有灵敏度高，性能可靠，抗粉尘污染、抗潮湿及抗腐蚀能力强等优点。 三. 技术特性： 1. 工作电压：DC12V~ DC28V 2. 工作电流： 监视电流：≤10mA 报警电流：≤30mA 3. 报警输出信号： 继电器无源常开或常闭（可通过探测器内部PCB上JP1选定为常开-NO或常闭-NC）两种可选输出，触点容量1A/DC24V. 4. 报警检测时间设定:
当探测器检测到火焰持续一定时间时,探测器才会发出警报,该时间为探测器检测到设定时间。可通过探测器PCB板上的SW1四位拨码的1，2位为设定。 设置检测时间应用和安装 1S 快速检测火焰 3S 以上设置不稳定时（默认） 6S 检测吸烟区等火情 15S 受日光等影响的场所 5. 输出方式设定：