基于替代法和探测器效率的腔体吸收率测量方法

摘要

基于替代法和探测器效率的腔体吸收率测量方法属于光辐射计量领域，本发明的标准不确定度优于0.001％，不仅适用于高吸收率腔体吸收率测量，也适用于一般腔体的吸收率测量。采用这种方法测得斜底腔吸收率为0.999928±0.000005。在测量过程中，将激光通过半透半反镜分为测量光束和参考光束，使用参考光路监测激光稳定性，同时测量信号电压，将信号光路与参考光路信号电压的比值定义为探测器效率。由激光漂移导致的随机误差的变化趋势对于测量光路与参考光路是相似的，因此，通过两个信号作比值，可以降低随机误差。通过探测器效率测量腔体吸收率，可以提高标准不确定度，实现高吸收率腔体的吸收率测量。

主权项

基于替代法和探测器效率的腔体吸收率测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：半导体激光器发出激光，经过起偏系统、衰减系统、准直系统和功率稳定器后，使光源稳定后，通过半透半反镜，将稳定光源分成测量光路和参考光路，分别进入第一积分球和第二积分球；步骤二：将斜底腔放置在第一积分球的样品端，同时采集参考光路感应电压V_2c和斜底腔的测量光路感应电压V_1c；移走斜底腔，将标准白板置于第一积分球的样品端，同时采集参考光路感应电压V_2s和白板的测量光路感应电压V_1s；移走白板，将第一积分球的样品端空置，同时采集参考光路感应电压V_2b和背景的测量光路感应电压V_1b，得到斜底腔、白板、背景的探测器效率：斜底腔的探测器效率：N_c＝V_1c/V_2c   (1)白板的探测器效率：N_s＝V_1s/V_2s   (2)背景的探测器效率：N_b＝V_1b/V_2b   (3)替代法测量腔体吸收率的计算公式如下：${\alpha }_c=1-{\rho }_c=1-\frac{V_c-V_b}{V_s-V_b}\times {\rho }_s---\left(4\right)$其中α_c为吸收率，ρ_c为腔体的反射率，ρ_s为标准白板的反射率，V_c、V_s、V_b分别为吸收腔、标准白板、背景的感应电压信号，用探测器效率替换(4)式中的感应电压信号V_X，可得斜底腔吸收率α_c计算公式：${\alpha }_c=1-\frac{N_c-N_b}{N_s-N_b}\times {\rho }_s=1-\frac{\frac{V_{1c}}{V_{2c}}-\frac{V_{1b}}{V_{2b}}}{\frac{V_{1s}}{V_{2s}}-\frac{V_{1b}}{V_{2b}}}\times {\rho }_s$步骤三：通过测量探测器效率计算斜底腔吸收率，能够提高测量不确定度，实现基于替代法通过探测器效率测量高吸收率腔体的吸收率的方法。