輻射度學(xué)是一門研究電磁輻射能測量的科學(xué)。輻射度學(xué)的基本概念和定律適用整個(gè)電磁波段的輻射測量,但對于電磁輻射的不同頻段,由于其特殊性,又往往有不同的測量手段和方法。
使用光纖光譜儀進(jìn)行輻射度物理單位測量應(yīng)用類似于人眼對所看到物體的反應(yīng)一樣,但是更具量化和客觀性。輻射度量是輻射能本身的客觀度量,是純粹的物理量。
輻射度測量原理
沒有進(jìn)行輻射標(biāo)定的光譜儀只能得到不同波長再探測器上響應(yīng)的相對強(qiáng)度,從光譜上只能看出趨勢,具體的輻射度值是未知的。輻射標(biāo)定就是用各個(gè)波段輻射強(qiáng)度已知的光源對光譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)之后的光譜儀就可以測出準(zhǔn)確的輻射度值。
有4 種常見的輻射測量類型:
一般來說,測量系統(tǒng)由測量輻照度(W/m2)的檢測器和前端采樣附件組成。通過控制光源發(fā)射角度和探測視場來確定上述哪個(gè)參數(shù)進(jìn)行測量。
海洋光學(xué)OceanView軟件在輻射度測量時(shí),判斷需測量上述哪個(gè)物理量綱很重要,另外需判斷需測試輻射范圍大小。海洋光學(xué)提供測量樣品所需的配件。接下來我們就輻射測量系統(tǒng)(光譜配件、探頭等等)進(jìn)行詳細(xì)分析。
圖1. QP400系列可見-近紅外波段光纖
QP系列高級光纖集合是耐用,高質(zhì)量的配件,在信號發(fā)生微小變化時(shí),仍能獲得一致的結(jié)果。不銹鋼鎧裝加藍(lán)色硅膠的外包材料使光纖在使用過程中有較好的化學(xué)與機(jī)械耐受力。光纖末段是易于操作的金屬接口—-高精密度的SMA連接器,提供更好的耦合效率。QP400系列光纖采用400微米纖芯,光纖長度2米,覆蓋波段400-2100nm,外包材料為不銹鋼鎧裝加藍(lán)色硅膠,彎曲半徑16cm。
圖2. CC-3余弦校正器
余弦校正器是光學(xué)擴(kuò)散器(蛋白石玻璃),與光纖或光譜儀耦合從而擴(kuò)大視場角以收集更多信號。一個(gè)理想的輻射測量檢測器,入射光線與法線的角度對檢測器應(yīng)具有余弦響應(yīng)。光譜儀由于它的非余弦效應(yīng),所以不被當(dāng)作是一個(gè)完美的輻射度檢測器,通常需要掛載一個(gè)余弦校正器(CC),海洋光學(xué)的余弦校正器可以直接連接到光譜儀上或通過光纖連接。余弦校正器(CC)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以消除偏振光誤差。覆蓋范圍350-1000nm,視場角180°,勻化片直徑3900μm。
圖3. HL-3P標(biāo)準(zhǔn)光源
HL-3P-CAL光源可用于光譜儀系統(tǒng)的絕對光譜響應(yīng)校準(zhǔn)。 通過使用光源和海洋光學(xué)的軟件,您可以在波長為350-1100nm之間確定絕對輻射照度值,且準(zhǔn)確度很高,輸出功率為5W,光源校準(zhǔn)有效期50小時(shí)。我們根據(jù)ISO 17025,IEC Guide 115和JCGM100:2008(GUM)協(xié)議的程序和文件資料進(jìn)行校準(zhǔn)。每個(gè)光源都按照 NIST 可追溯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量,創(chuàng)建不間斷的可追溯性鏈,為您提供最高質(zhì)量和最可靠的數(shù)據(jù)。
圖4. OceanView光譜分析軟件
OceanView是海洋光學(xué)的旗艦級光譜應(yīng)用軟件,支持Windows,Mac OS和Linux系統(tǒng),兼容海洋光學(xué)現(xiàn)有所有光譜儀。內(nèi)置大量應(yīng)用向?qū)?,能引?dǎo)客戶完成復(fù)雜的光譜應(yīng)用測試(吸光度、透過率、反射率、熒光、拉曼、輻射測量等)。只需選擇所需的測量應(yīng)用,軟件會一步一步引導(dǎo),讓您輕松地完成系統(tǒng)設(shè)置和數(shù)據(jù)采集。
圖5. Flame微型光纖光譜儀
Flame系列小巧堅(jiān)固,大幅改進(jìn)了內(nèi)部設(shè)計(jì),并集成了自動化生產(chǎn)工藝,在熱穩(wěn)定性與臺間一致性方面領(lǐng)先同級產(chǎn)品。FLAME-S-VIS-NIR覆蓋范圍350-1100nm,光學(xué)分辨率1.33 nm,積分時(shí)間1ms-65s,狹縫25μm,像素2048,A/D轉(zhuǎn)換16位。
解決方案參數(shù)
配置清單