[發(fā)明專利]一種紅外熱輻射光源發(fā)光特性的測(cè)量方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010595707.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN111595439A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范元媛;邱乙耕;亓巖;顏博霞;王延偉;韓哲;齊月靜;王宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G01J1/42
• 分類號(hào): G01J1/42;G01J1/02
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

本發(fā)明涉及紅外熱輻射光源測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外熱輻射光源發(fā)光特性的測(cè)量方法和裝置。該方法包括：利用光電探測(cè)器獲取紅外輻射光源在設(shè)定角度的實(shí)時(shí)光功率；判斷紅外輻射光源的光功率的增長趨勢(shì)是否符合一次函數(shù)關(guān)系；若是，則控制紅外輻射光源在水平面內(nèi)分別以第一路徑和第二路徑繞設(shè)定位置轉(zhuǎn)動(dòng)；獲取第一測(cè)量光功率陣列和第二測(cè)量光功率陣列；獲取紅外熱輻射光源的光強(qiáng)分布。本發(fā)明巧妙地構(gòu)建了第一路徑和第二路徑，利用紅外熱輻射光源在準(zhǔn)熱平衡狀態(tài)后輸出的光功率與時(shí)間呈線性關(guān)系的特性，通過疊加，將紅外熱輻射光源轉(zhuǎn)換為了輻射功率恒定的輻射源，從而低成本高效準(zhǔn)確地測(cè)量出了紅外熱輻射光源發(fā)光特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外熱輻射光源測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外熱輻射光源發(fā)光特性的測(cè)量方法和裝置。

背景技術(shù)

輻射源是光學(xué)系統(tǒng)的激勵(lì)源，對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)有著決定性的影響。在光學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，輻射源的發(fā)光特性，即輻射光強(qiáng)的分布狀況，是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和起點(diǎn)，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身，足以產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。因此輻射源發(fā)光特性的準(zhǔn)確測(cè)量尤為重要。

熱輻射光源的發(fā)光方式為發(fā)光材料在熱平衡狀態(tài)下，把熱能轉(zhuǎn)化為光能。熱輻射光源和我們生活中常見的太陽、白熾燈、鹵素?zé)簦瑢儆诜窍喔晒庠矗梢援a(chǎn)生連續(xù)的光譜，是激光等相關(guān)光源不可替代的。理想的熱輻射光源就是黑體，輻射過程遵循黑體輻射。紅外熱輻射光源并非理想的黑體，不可能把電能完全轉(zhuǎn)化為光能，其他的能量以熱的形式溢出，在發(fā)光特性測(cè)量裝置的各部分上產(chǎn)生熱積累，破壞熱平衡狀態(tài)，制約系統(tǒng)性能，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。

測(cè)量光源的發(fā)光特性就是獲取光源輻射出的光強(qiáng)分布情況，需要各個(gè)角度的光強(qiáng)度值。目前很多快速測(cè)量光源發(fā)光特性的方法是在各個(gè)角度都安裝上探測(cè)器，同時(shí)獲取不同角度的測(cè)量值。紅外熱輻射光源是目前常用的寬譜段紅外光源，可以連續(xù)輻射近、中、遠(yuǎn)波段的紅外線。但是，紅外波段以及中紅外波段的探測(cè)器價(jià)格昂貴，多探測(cè)器同時(shí)測(cè)量的方法固然很好，但存在成本高、裝置復(fù)雜、維護(hù)復(fù)雜等現(xiàn)實(shí)問題。

而由于紅外熱輻射光源的發(fā)熱量大，即便為其配備主動(dòng)散熱裝置，也并不能保證其輻射功率恒定，從而無法使用單探測(cè)器測(cè)量紅外熱輻射光源的發(fā)光特性。

因此，如何低成本高效準(zhǔn)確地測(cè)量出紅外熱輻射光源發(fā)光特性，是目前亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種紅外熱輻射光源發(fā)光特性的測(cè)量方法和裝置，以低成本高效準(zhǔn)確地測(cè)量出紅外熱輻射光源發(fā)光特性。

本發(fā)明實(shí)施例提供了以下方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種紅外熱輻射光源發(fā)光特性的測(cè)量方法，所述方法包括：

利用光電探測(cè)器獲取紅外輻射光源在設(shè)定角度的實(shí)時(shí)光功率；其中，所述光電探測(cè)器的感光區(qū)域中心點(diǎn)與所述紅外輻射光源的設(shè)定位置的距離為設(shè)定長度；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)光功率，判斷所述紅外輻射光源的光功率的增長趨勢(shì)是否符合一次函數(shù)關(guān)系；

若是，則控制所述紅外輻射光源在水平面內(nèi)以第一路徑繞所述設(shè)定位置轉(zhuǎn)動(dòng)；其中，所述第一路徑為由最小測(cè)量角度到最大測(cè)量角度再到所述最小測(cè)量角度的路徑；所述第一路徑中所述紅外輻射光源經(jīng)若干次轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)若干個(gè)第一測(cè)量角度；所述若干次轉(zhuǎn)動(dòng)中每次轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)角度均為設(shè)定角度；所述若干次轉(zhuǎn)動(dòng)中每次轉(zhuǎn)動(dòng)的速度均為設(shè)定速度；所述若干次轉(zhuǎn)動(dòng)中相鄰轉(zhuǎn)動(dòng)的間隔時(shí)間為第一設(shè)定時(shí)間；所述最小測(cè)量角度為所述紅外輻射光源的中軸線正對(duì)所述光電探測(cè)器的感光區(qū)域時(shí)所述紅外輻射光源的中軸線與所述光電探測(cè)器的感光區(qū)域的法線方向之間的角度；所述最大測(cè)量角度為所述光電探測(cè)器能夠檢測(cè)到所述紅外輻射光源的所述紅外輻射光源的中軸線與所述光電探測(cè)器的感光區(qū)域的法線方向之間的最大劣角；

利用所述光電探測(cè)器獲取所述若干個(gè)第一測(cè)量角度對(duì)應(yīng)的第一測(cè)量光功率陣列；