[發明專利]一種輻射能量和波長可調的光纖輻射源

有效

• 申請號: 201310669275.X
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103822709A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 聶建華;張鵬
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/18;G02B26/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于輻射源技術領域，尤其涉及的是一種輻射能量和波長可調的光纖輻射源。

背景技術

在光譜儀、光電探測器、衛星遙感光學傳感器、相機等儀器的研制中，為了保證光譜信息、探測數據的準確性，需要對光譜儀、光電探測器等進行精確的輻射定標，以確保儀器的精度。在對光譜儀、光電探測器等儀器進行定標時，通常采用輻射源直接照射儀器，實現光譜響應度的定標。

在實際應用中，光譜儀、光電探測器等儀器具有一定的工作波長范圍，而且光譜響應度與波長相關，因此需要采用單一波長的光照射光譜儀、光電探測器等儀器，為了實現工作波長范圍內的定標，需要不斷調節輻射源的波長。由于儀器誤差、大氣環境的影響，用單一波長光束在同一輻射能量測試光譜響應度，存在較大的測試誤差，為了準確測量單一波長對應的光譜響應度，需要調節同一波長的輻射能量，實現在不同輻射能量的照射下，測試多組光譜響應度，取平均值做為該波長的光譜響應度，可減少測試誤差，提高測試精度。

在現有技術中，論文“大氣遙感遠紫外光譜儀絕對光譜輻照度響應度定標方法研究”（光譜學與光譜分析，第33卷第1期，第246～249頁，2013年1月）公開了一種用于光譜響應度定標的紫外輻射源，該輻射源主要由發光源、單色儀和準直系統組成，可實現115nm～380nm的單色光輸出。在該文獻中，發光源出射的光譜為連續譜，用單色儀對連續譜進行分色使各譜線分立，通過旋轉單色儀中的光柵完成波長切換，通過單色儀中出射狹縫發射出單色光，最后利用準直系統將發散光轉化為平行光。在利用該輻射源對光譜儀、光電探測器等儀器進行定標時，需要將定標儀器對準該輻射源的出射口徑，當定標儀器的位置或接收光束方向變動時，需要通過移動整個輻射源來實現光束出射口徑對準定標儀器接收面，操作繁瑣，難以精確對準。另外，在該輻射源中，并沒有對單一波長的輻射能量進行調節，無法實現不同輻射能量照射下，定標儀器光譜響應度的測試，影響了測試準確度，增大了測試誤差。

現有技術的缺點：1.現有可調單色輻射源無法實現單一波長輻射能量的大動態范圍調節，從而影響光譜響應度的定標精度；2.當光譜儀、光電探測器等儀器的位置或光束接收面改變方向時，需要通過移動整個輻射源來實現光束傳播方向的改變，使用不便，對準困難。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種輻射能量和波長可調的光纖輻射源。

本發明的技術方案如下：

一種輻射能量和波長可調的光纖輻射源，包括發光源、單色儀，所述單色儀主要由入射狹縫、出射狹縫、可旋轉的光柵組成，所述發光源對準單色儀的入射狹縫，其中，還包括輸入準直器、衰減片、輸出準直器、步進電機、步進電機螺桿和光纖，將輸入準直器設置在單色儀的出射狹縫處，所述衰減片位于輸入準直器和輸出準直器之間，所述步進電機通過步進電機螺桿與衰減片連接，控制衰減片的運動，將光纖的輸入端口與輸出準直器的出射端口連接。

所述的光纖輻射源，其中，發光源發射的光通過單色儀的入射狹縫進入單色儀，所述單色儀對光束進行分光使各波長光分開，將所需波長的光束通過單色儀的出射狹縫進入輸入準直器，所述輸入準直器對單色儀輸出的光束準直之后，通過衰減片實現光束能量的衰減，經過衰減的光束通過輸出準直器耦合進入光纖，通過光纖輸出所需波長輻射能量的光束。

所述的光纖輻射源，其中，所述發光源發射的光為連續光；所述發光源為紫外波段或可見波段或紅外波段的發光源。

所述的光纖輻射源，其中，通過旋轉單色儀中的光柵調節進入單色儀出射狹縫光束的波長，通過改變衰減片的衰減量以實現光束輻射能量的調節，通過改變光纖出射端口方向，以調節光束傳播方向。

所述的光纖輻射源，其中，所述單色儀、輸入準直器、衰減片、輸出準直器、光纖與所述發光源發射的光波長范圍相匹配。

所述的光纖輻射源，其中，所述發光源發射的光波長范圍是1300nm～1560nm，則所述單色儀、輸入準直器、衰減片、輸出準直器、光纖的工作波長涵蓋1300nm～1560nm的范圍。

所述的光纖輻射源，其中，所述衰減片以楔形的玻璃基片為載體，對光的衰減量沿長度方向呈線性變化。

所述的光纖輻射源，其中，所述步進電機通過步進電機螺桿控制衰減片的位置，以實現光能量的連續可調衰減。

所述的光纖輻射源，其中，將衰減后的光束經過輸出準直器耦合進入光纖，通過光纖輸出所需波長和光能量的光束。