[发明专利]瞬态分光辐射仪

说明书

瞬态分光辐射仪属瞬态辐射源辐射光学特性参数的测试计量仪器，主要用来测量瞬态光源光谱、光度、色度及其随时间的变化。

光谱参数包括瞬态光源光谱的相对能量分布，峰值坐标及其相对能量；光度参数包括瞬态辐射光强及其随时间的变化，有效光强，瞬态辐射光亮度、照度及期随时间的变化；色度参数包括色坐标、主波长、色温、显色指数和色纯度。

当前分光辐射仪包括在导轨上可伸缩的外光路，色散光路，带扫描系统的探测器，它只适于在实验室测量连续发光光源的光色参数，不能用于野外动态测量，不能用于瞬态光的测量，更不能用于只有一次机会的爆炸性光源光性测量；中国实用新型专利申请号为CN2045484U的“闪光光谱测定仪”，它主要用来测量瞬态光源的光谱参数，其缺点是不能测量瞬态光的光度和色度参数，也不能在野外对动态目标进行测量。

本发明的目的是提供一种可以在室内、室外都可测量瞬态光源光谱、光度、色度及其随时间变化的分光辐射仪。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

瞬态分光辐射仪(参见图1)，由外光路组件[1]，内光路组件[2]，微机控制电路[3]，输出外设组件[4]组成，如图2所示，外光路组件[1]由积分球和聚光系统组成，内光路组件[2]为一光电摄谱仪，由可调狭缝，出射狭缝，凹面反光镜，平面导光镜，宽带滤光片，列阵探测器元件组成；(1)外光路组件[1]包括光纤导光光路[61](参见图3)，瞬态光度探测光路[62](参见图6)，积分球[59]，光源支撑架[60](参见图5)；积分球[59](参见图4)用轻金属材料作球壁[13]，积分球的内径可在100～200mm之间，球的内壁喷涂7～15层硫酸钡，积分球壁上开有三孔，入射光孔[10]，与孔[10]垂直并与内光路入射狭缝以内接圆形式相切的孔[11]，在球壁上对称于孔[11]、垂直于入射光孔[10]、并与瞬态光度探测器滤光片以内接圆形式衔接的孔[14]，小光源支撑架[12]为半球遮光罩，其表面均涂有与积分球内壁一致的涂料；(2)内光路组件[2]为一光电摄谱仪，包括固定在支架上的可调入射狭缝[30]，平面导光镜[31]，固定在支撑架上的出射狭缝[36]，宽带滤光片[37]与列阵探测器元件[38]，其中球面反光镜[32]，挡光板[33]，球面聚光镜[34]，代替CN2045484U中的单一凹面反光镜，CN2045484U中的平面光栅由平面闪耀光栅[35]代替；电控闪光光源[15](或闪光光源[22])经入射光窗口[10]进入积分球[59]，其中一路光通过积分球出射光窗口[14]，到瞬态光度探测光路[62]，测得光度数据；另一路光通过积分球出射光窗口[11]，到内光路组件[2]的入射狭缝[30]后，由平面反光镜[31]导光射至球面聚光镜[32]，变成平行光射向平面闪耀光栅[35]，分光后，经球面聚光镜[34]聚焦，被聚焦的光谱带，从出射狭缝[36]经过宽带滤光片[37]后，落在列阵探测器[38]的光敏面上，光敏面为聚焦反光镜[34]的焦平面，列阵探测器[38]，经微机处理，测得光谱相对能量值，送至外设打印机[44]、绘图仪[43]、显示器[42]输出闪光灯一次闪光的光谱、光度、色度参数；其中宽带滤光片[37]用以滤掉在闪耀光谱带上叠加的非闪耀级次的光谱，挡光板[33]栏内光路杂散光免进入探测系统；在野外测量爆炸性光源，通过光纤导光光路[61]中的入射窗口聚光透镜组[5]聚焦后，投射到光纤输入光学接头[6]上，导入光纤束[7]传至光纤输出光学接头[8]，从光纤输出光学接头[8]出射的光束，经非球面聚光镜[9]全部收集，将其聚焦射向内光路的入射狭缝[30]，测出光谱光色参数；(3)微机控制电路[3]包括专用微机[53]和控制电路两部分，控制电路包括列阵探测电路、瞬态光空间分布测量控制电路、瞬态光源控制电路、瞬态光度测量控制电路四个部分；瞬态光源控制电路包括由微机[53]、电控制电路[49]、脉冲电源[48]、瞬态光源[15](或光源[22])组成的电控光源电路，由微机[53]、光控电路[51]、放大电路[52]、光度探测器[62]、光源[15](或光源[22])组成光控光源电路，由微机[53]，软件控制电路[50]、光源[15](或光源[22])组成的软件控制光源电路；瞬态光空间分布测量控制电路由微机[53]、X向控制接口[54]、Y向控制接口[55]、驱动电路[56]、X向步进电机[57]和Y向步进电机[58]组成；列阵探测器控制电路由微机[53]、12位高速A/D[41]、列阵探测控制电路[40]、驱动电路[39]和列阵探测元件[38]组成；瞬态光度测量控制电路由微机[53]、8位高速A/D[46]、光能测量单片机电路[45]、驱动放大电路[47]、瞬态光度探测器[62]组成。