專利名稱：空間環(huán)境模擬用遠紫外源輻照度的間接測量方法
技術領域：
本發(fā)明屬于輻照度測量領域，具體來說，涉及一種用于空間環(huán)境模 擬的遠紫外輻照度的測量方法。
背景技術：
目前響應范圍處于遠紫外波段的探測器十分有限，并且其響應曲線 不很平坦，所以導致對這一波段的光信號的總能量不能等效成該探測器 的光電流信號輸出。因此直接利用探測器進行遠紫外輻照度的測量幾乎 是不可能的。
此外，現(xiàn)在的空間輻照領域，輻照度水平的確定一般是根據(jù)輻照源 生產(chǎn)廠商提供的數(shù)據(jù)大致計算光斑范圍內(nèi)的平均輻照度，但是由于一般 的光源輻照都存在不均勻性，同時每個光源的參數(shù)都存在一定的分散性， 所以這種測量結果顯然不夠準確，也不能滿足日益增長的試驗準確性要 求。
目前，國外對遠紫外波段的研究工作開展得較早，其中德國的PTB， 美國的NIST都進行了一些光源輻亮度的測量以及一些探測器的標定工 作。但是在輻照度的測量方面未見相關的報導。國內(nèi)對遠紫外的研究工 作主要集中于光源輻亮度的測量，在計量院和國家同步輻射試驗室的共 同努力下利用同步輻射方法測量遠紫外輻亮度的技術水平已經(jīng)達到世界 先進水平，但是國內(nèi)針對遠紫外的輻照度測量，尤其是針對被輻照光斑 的詳細分布來獲得輻照度還沒有成功測量的記錄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空間環(huán)境模擬用的遠紫外源輻照度測 量方法，該方法能夠利用現(xiàn)有的設備較準確地確定輻照度數(shù)值和其在光 斑內(nèi)的詳細分布。從而大幅度提高遠紫外輻照試驗的準確性。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術方案 本發(fā)明的測量空間環(huán)境模擬用的遠紫外源輻照度的方法，包括以下 步驟先確定被測輻照源所產(chǎn)生的光斑內(nèi)的最強方向上的光譜輻亮度； 測量光斑內(nèi)輻照度最強點處的微電流并根據(jù)所述光譜輻亮度計算出該點 處單一波長下的光譜輻照度；通過積分求出總波長范圍內(nèi)的光譜輻照度 作為參照輻照度；測量光斑內(nèi)其它位置的微電流并根據(jù)電流和輻照度的 正比關系得出其它位置的輻照度。
上述方法中，具體包括以下歩驟
1) 確定被測輻照源在靶臺上所產(chǎn)生的光斑內(nèi)的光源最強方向，并測 試最強方向上的光譜輻亮度丄(A)，義為波長；
2) 在所述光斑內(nèi)移動遠紫外探測器，找到輻照度最強點作為參照點， 設此處的微電流計讀數(shù)為z。，根據(jù)下式(1)結合步驟1)中的光譜輻亮
度丄(;i)，可以求出該點單一波長下的光譜輻照度，作為參照輻照度；
r ,，、 丄(/l)'v4.cose-coso; ,，、 A0(/L) =-^-
其中，五。(A)——參照點的光譜輻照度；^——光源發(fā)光面的面積； ——光源在最強方向上的輻亮度；0——發(fā)光面的法線與最強輻射方
向的夾角；《——參照點處靶臺的法線與最強輻射方向的夾角；/——發(fā)
光點到參照點的距離；
3) 通過下式(2)得到參照點處的遠紫外參照輻照度&，五。=〖2五。,;i (2)
其中，A和^為遠紫外光波長的上下限；
4) 移動遠紫外探測器到光斑內(nèi)的其他位置，設測量處的微電流計讀 數(shù)為"，根據(jù)下式(3)的比例關系就可以獲得當前探測器位置上的輻照
度數(shù)值g;
U (3)
5) 將遠紫外探測器在整個光斑范圍內(nèi)移動，記下各個位置的微電流 計的讀數(shù)，再利用上述式(3)的比例關系就可以得出整個光斑上的輻照 度數(shù)據(jù)。
其中，所述輻亮度的測量可以通過與預先標定好的光源進行比較的 方法進行，也可以是由同步輻射的方法進行。
本發(fā)明的測量方法的優(yōu)點在于，該測量方法在國內(nèi)空間環(huán)境模擬試 驗中的應用，能夠克服目前遠紫外輻照度測量準確性的不足，并能夠改 善空間環(huán)境模擬試驗的合理性，同時進一步提高試驗結果的可靠性，從 而更有效地為航天器設計提供參考。此外，該方法能夠有效克服測量設 備的弱點，利用現(xiàn)有的測試手段，通過全新的測量方法達到詳細確定耙 臺上輻照度的目的。該方法具有操作簡便，測量設備簡單，測量成本低 廉的優(yōu)點。該方法可以被廣泛應用于空間環(huán)境模擬用遠紫外源的輻照度


圖1為本發(fā)明的輻照度測量的示意圖。
其中，1、被測輻照源；2、光斑；3、遠紫外探測器；4、微電流計。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的測試方法作進一步地詳細說明。 參照附圖l，其中被測輻照光源l發(fā)出的遠紫外光在靶臺(未示出)
上形成圓形光斑2，遠紫外探測器3可在光斑2內(nèi)移動并電連接到微電流 計4上，微電流計4可測量讀出微電流。
首先對被測輻照源進行遠紫外輻亮度測量，確定在最強方向上的光 譜輻亮度數(shù)值丄(;i)， A為波長。測量可以通過與預先標定好的光源進行比 較的方法進行，也可以是由同步輻射的計量方法進行。
輻照度測量如圖1所示，被測輻照源1在靶臺上產(chǎn)生光斑2，在該光 斑內(nèi)移動遠紫外探測器3，找到輻照度最強點作為參照點，設此處的微電 流計4讀數(shù)為/。，根據(jù)以下公式可以求出該點的光譜輻照度，記為參照光
譜輻照度
。,，、 丄(/l).丄cose.cosa ,，、 ■fe0(A) =-^- 、U
其中，E。(義)——參照點的光譜輻照度
^——光源發(fā)光面的面積
Z(義)——光源在最強方向上的輻亮度
6——發(fā)光面的法線與最強輻射方向的夾角
——參照點處靶臺的法線與最強輻射方向的夾角
/——發(fā)光點到參照點的距離 代入光譜輻亮度測量結果丄(A)，可以得到參照點上的光譜輻照度， 再利用下式求取遠紫外參照輻照度五。
五?！段?。(解 (2) 其中，A和^為遠紫外光波長的上下限。如圖i所示，再將遠紫外探測器3放置與光斑上的其他位置，設此時的微電流計讀數(shù)為,，。根據(jù)微
電流與輻照度之間的正比關系由如下公式(3)就可以獲得當前探測器位
置上的輻照度數(shù)值A
i = & (3)
利用遠紫外探測器3在整個光斑2范圍內(nèi)移動，記下各個位置的微 電流計4的讀數(shù)，并利用前面的方法就可以得出整個光斑2上的輻照度 數(shù)據(jù)。
盡管上文對本發(fā)明的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但是應 該指明的是，本領域的技術人員可以依據(jù)本發(fā)明的精神對上述實施方式 進行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用在未超出說明書及附圖 所涵蓋的精神時，均應在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種測量空間環(huán)境模擬用的遠紫外源輻照度的方法，包括以下步驟先確定被測輻照源所產(chǎn)生的光斑內(nèi)的最強方向上的光譜輻亮度；測量光斑內(nèi)輻照度最強點處的微電流并根據(jù)所述光譜輻亮度計算出該點處單一波長下的光譜輻照度；通過積分求出總波長范圍內(nèi)的光譜輻照度作為參照輻照度；測量光斑內(nèi)其它位置的微電流并根據(jù)電流和輻照度的正比關系得出其它位置的輻照度。
2、 如權利要求l所述的方法，其中具體包括以下步驟1) 確定被測輻照源在靶臺上所產(chǎn)生的光斑內(nèi)的光源最強方向，并測 試最強方向上的光譜輻亮度丄(A)， A為波長；2) 在所述光斑內(nèi)移動遠紫外探測器，找到輻照度最強點作為參照點， 設此處的微電流計讀數(shù)為/。，根據(jù)下式(1)結合步驟1)中的光譜輻亮度Z(A)，可以求出該點單一波長下的光譜輻照度，作為參照輻照度； ^ "、 丄(義)，yl-cos6^cosaA0(A)=-^- 、"其中，￡。(A)——參照點的光譜輻照度；^——光源發(fā)光面的面積； ——光源在最強方向上的輻亮度；^——發(fā)光面的法線與最強輻射方向的夾角；"——參照點處靶臺的法線與最強輻射方向的夾角；/——發(fā)光點到參照點的距離；3) 通過下式(2)得到參照點處的遠紫外參照輻照度五。，￡0 (2) 其中，A和^為遠紫外光波長的上下限；4) 移動遠紫外探測器到光斑內(nèi)的其他位置，設測量處的微電流計讀 數(shù)為"，根據(jù)下式(3)的比例關系就可以獲得當前探測器位置上的輻照度數(shù)值^;<formula>formula see original document page 3</formula> (3) 5)將遠紫外探測器在整個光斑范圍內(nèi)移動，記下各個位置的微電流計的 讀數(shù)，再利用上述式(3)的比例關系就可以得出整個光斑上的輻照度數(shù) 據(jù)。
3、如權利要求1或2所述的方法，其中所述輻亮度的測量可以通過與預 先標定好的光源進行比較的方法進行，也可以是由同步輻射的計量方法 進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了測量空間環(huán)境模擬用的遠紫外源輻照度的方法，包括以下步驟先確定被測輻照源所產(chǎn)生的光斑內(nèi)的最強方向上的光譜輻亮度；測量光斑內(nèi)輻照度最強點處的微電流并根據(jù)所述光譜輻亮度計算出該點處單一波長下的光譜輻照度；通過積分求出總波長范圍內(nèi)的光譜輻照度作為參照輻照度；測量光斑內(nèi)其它位置的微電流并根據(jù)電流和輻照度的正比關系得出其它位置的輻照度。本發(fā)明的測試方法具有操作簡便，測量設備簡單，測量成本低廉的優(yōu)點。同時該方法可以被廣泛應用于空間環(huán)境模擬用遠紫外源的輻照度測量中。
文檔編號G01J1/42GK101451884SQ200710195520
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權日2007年12月4日
發(fā)明者丁義剛, 馮偉泉, 劉宇明, 曹大朋, 雪 趙, 鄭慧奇 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所