提(tí)高光(guāng)譜(pǔ)儀的校(xiào)準(zhǔn)精(jīng)度(dù)

光譜輻射計的(dí)精(jīng)度(dù)取決於各種(zhǒng)因(yīn)素，包(bāo)括其(qí)光(guāng)學(xué)，機械和(hé)電(diàn)子(zǐ)設計(jì)，以及生(shēng)產公(gōng)差。儀器的校(xiào)準(zhǔn)是實現精確光譜測量的另一個關(guān)鍵(jiàn)因素。在本文中，Admesy介紹了(liǎo)一種新的校準概(gài)念，該概念有(yǒu)望(wàng)提高(gāo)光譜輻(fú)射(shè)計的精度。

光譜輻射計(jì)的校準(zhǔn)過程包(bāo)括(kuò)四個步(bù)驟，絕對(duì)校準是最後(hòu)一(yī)步(bù)，也(yě)是重(zhòng)要(yào)的一步(bù)。為了實(shí)現可追(zhuī)溯(sù)和絕對校準，使用(yòng)鹵(lǔ)素燈作(zuò)為參考標(biāo)準。這(zhè)些燈(dēng)由(yóu)著名(míng)的(dí)國(guó)家計量機構校(xiào)準，如(rú)美國(guó)的NIST或德(dé)國的PTB。然而，與校(xiào)準(zhǔn)數(shù)據相關的不確定性(xìng)一直(zhí)是(shì)頂級(jí)光(guāng)譜輻射(shè)儀(yí)實(shí)現高精度的限(xiàn)製因素。Admesy開發了一(yī)種校準燈來解(jiě)決這個問題，旨(zhǐ)在減(jiǎn)少校準數(shù)據的(dí)不(bù)確(què)定性，並(bìng)在光譜(pǔ)輻射測量(liáng)中實(shí)現更高的精度。

光譜輻射計校準(zhǔn)的(dí) 4 個步(bù)驟

在光譜輻(fú)射計(jì)的校準(zhǔn)過程(chéng)中(zhōng)，執行(háng)以(yǐ)下(xià)四個步驟(zhòu)：

暗電流噪聲(shēng)補(bǔ)償

第(dì)一步(bù)涉(shè)及補(bǔ)償(cháng)暗(àn)電(diàn)流噪聲。這(zhè)可以(yǐ)通過兩種方法實(shí)現：使(shǐ)用(yòng)快門進行(háng)暗測量(liáng)或利(lì)用算法方法。Admesy提供專(zhuān)門(mén)的算(suàn)法解決方(fāng)案，確(què)保補償(cháng)暗電(diàn)流噪聲的(dí)速(sù)度(dù)和準確性。此(cǐ)外，Neo 和 Prometheus 光(guāng)譜儀(yí)還配備(bèi)了機(jī)械快門，為用(yòng)戶提(tí)供(gōng)了實現精確校準的替(tì)代選擇(zé)。

綫(xiàn)性度校(xiào)準

第二步側重(zhòng)於(yú)校準(zhǔn)綫(xiàn)性度，以確保在(zài)低信號(hào)電平(píng)和(hé)高信號電平(píng)下都能(néng)進行準確(què)的(dí)測量。題為(wéi)“Neo 光(guāng)譜(pǔ)儀如何大(dà)幅提(tí)高(gāo)濾光片質(zhì)量(liáng)"的案例(lì)研(yán)究進一步深入(rù)探討了(liǎo)良(liáng)好(hǎo)綫性度校(xiào)準的(dí)重(zhòng)要(yào)性。

波(bō)長(cháng)校準

第三(sān)步涉及使用具有(yǒu)已知光(guāng)譜(pǔ)綫的(dí)峰值(zhí)光源校(xiào)準(zhǔn)波長。這種(zhǒng)光源的例(lì)子包(bāo)括(kuò)鎘(gé)，氪，汞(gǒng)，氬(yà)等(děng)。

絕對校準

最後一(yī)步是絕對(duì)校準。可(kě)追溯(sù)的(dí)校準標(biāo)準，如鹵素(sù)校準(zhǔn)燈，用於此目的。PTB等計(jì)量機構(gòu)測(cè)量校(xiào)準燈(dēng)並(bìng)提(tí)供定量數(shù)據，包(bāo)括測(cè)量(liáng)不(bù)確(què)定度(dù)。在(zài)可(kě)追(zhuī)溯光(guāng)譜輻射(shè)計(jì)校準(zhǔn)的(dí)過(guò)程中，所有的不確(què)定性都會累積起來(lái)。由於(yú)校準燈(dēng)的(dí)定量(liáng)數據和(hé)固(gù)有不(bù)確定度處(chǔ)於校準(zhǔn)鏈的初(chū)始(shǐ)階段，儀器的(dí)最終精度(dù)最終(zhōng)受到可追(zhuī)溯校準燈的(dí)不確定度的(dí)限製。

例如(rú)，在計算光譜輻(fú)射計亮(liàng)度校準(zhǔn)的不確定度預算時(shí)，發現(xiàn)除(chú)燈(dēng)相關參數外，其(qí)他參數的不確定(dìng)度略小於(yú)0.5%。另(lìng)一(yī)方(fāng)麵，與(yǔ)燈相(xiāng)關(guān)的不(bù)確定性(xìng)相對(duì)較(jiào)高，約為2.5%。因此(cǐ)，減(jiǎn)少(shǎo)與(yǔ)燈相關的(dí)不確(què)定(dìng)度(dù)可以(yǐ)顯著提(tí)高校準光(guāng)譜輻射計的(dí)精度。

傳統(tǒng)校(xiào)準燈的特點和局(jú)限性

在傳(chuán)統的(dí)校(xiào)準(zhǔn)裝置中，一盞燈通過(guò)一個可調(tiáo)節(jié)的(dí)光圈將光發射到一(yī)個積(jī)分(fēn)球上(shàng)。球(qiú)體(tǐ)的(dí)目(mù)的是(shì)在後方(fāng)開口處(chǔ)產(chǎn)生均匀的光(guāng)輸出。在每次校(xiào)準(zhǔn)測量之(zhī)前(qián)，使用亮(liàng)度(Y)傳感器來(lái)調整(zhěng)光(guāng)輸(shū)出(chū)水平(píng)。

為(wéi)了達到高精度(dù)，計(jì)量機(jī)構(gòu)采(cǎi)用掃描光譜(pǔ)儀(yí)進(jìn)行校(xiào)準過(guò)程。這(zhè)種(zhǒng)測量通常(cháng)需(xū)要大約8個(gè)小時(shí)才能完(wán)成。在(zài)整(zhěng)個(gè)測量(liáng)過程中(zhōng)，光(guāng)源(yuán)的光譜經歷了兩個變化(huà)。首先，光源的(dí)亮(liàng)度隨著(zhuó)時間(jiān)的推(tuī)移(yí)逐漸增加，因為燈絲燃(rán)燒並變(biàn)得更薄，導(dǎo)致(zhì)光輸出升(shēng)高(gāo)。其次，當燈絲(sī)燃燒(shāo)時(shí)，它會(huì)變得更(gēng)熱(rè)，導(dǎo)致(zhì)燈的光譜(pǔ)傾斜(稱(chēng)為(wéi)藍(lán)色漂(piāo)移(yí))。

第一個效(xiào)應(yīng)是通過在校準(zhǔn)過(guò)程的開始和(hé)結束時平(píng)均亮(liàng)度來解決(jué)的。

然(rán)而，第(dì)二種影(yǐng)響(xiǎng)沒有(yǒu)被(bèi)考(kǎo)慮在內(nèi)，導致了(liǎo)相對(duì)較(jiào)高的(dí)不確定(dìng)性。隨(suí)著時(shí)間(jiān)的(dí)推移，燈(dēng)的(dí)光(guāng)譜功(gōng)率分(fēn)布不可避免(miǎn)地會(huì)發(fā)生變(biàn)化(huà)，這就是(shì)校準光源隻能使(shǐ)用大(dà)約(yuē)50小時的(dí)原因(yīn)。這(zhè)件(jiàn)事需(xū)要解決(jué)。

鹵素(sù)校準燈的(dí)另(lìng)一個(gè)缺(quē)點是它們在(zài)短(duǎn)波長(藍色)區(qū)域的能量輸出(chū)較低。因此(cǐ)，這導致對較短波(bō)長的(dí)雜(zá)散光幹涉的(dí)敏感性(xìng)較高(gāo)。

Admesy Crius鹵素校準(zhǔn)光源:增(zēng)強的功能和性(xìng)能

Admesy Crius鹵(lǔ)素(sù)校(xiào)準光源為(wéi)傳統(tǒng)校(xiào)準光源(yuán)的(dí)固有局限性(xìng)提(tí)供了解決方案。這(zhè)種(zhǒng)創(chuàng)新的設(shè)備(bèi)不(bù)依(yī)賴(lài)於(yú)單(dān)個亮(liàng)度(Y)傳感(gǎn)器(qì)，而(ér)是利(lì)用三個傳(chuán)感(gǎn)器(qì)，每個傳(chuán)感(gǎn)器都配(pèi)備(bèi)了多(duō)個帶通(tōng)接收(shōu)器。

Admesy利用其在濾片塗層(céng)方麵的豐(fēng)富經驗，開(kāi)發了這(zhè)些多通道(dào)帶(dài)通傳感器。這項技(jì)術的進(jìn)步使(shǐ)波(bō)長傾(qīng)斜(漂移)隨(suí)時間(jiān)的(dí)監測(cè)和校正成(chéng)為(wéi)可能，從而大(dà)大(dà)降(jiàng)低(dī)了(liǎo)在(zài)整(zhěng)個燈的(dí)典型50小時(shí)使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命期(qī)間(jiān)校準數(shù)據(jù)的(dí)不確(què)定性(xìng)。此(cǐ)外，改(gǎi)進的(dí)設計(jì)允許(xǔ)超過50小時的(dí)長時間使用，有(yǒu)效(xiào)地(dì)降低了(liǎo)與校(xiào)準(zhǔn)燈(dēng)相關的(dí)總(zǒng)體(tǐ)成(chéng)本(běn)。此(cǐ)外，三個傳(chuán)感器設置提(tí)供冗餘，確(què)保(bǎo)高(gāo)度精確的傾(qīng)斜校正。

為(wéi)了(liǎo)解(jiě)決不(bù)利的光(guāng)譜功(gōng)率分(fēn)布的(dí)鹵素(sù)燈，一個定製(zhì)的“藍色增強(qiáng)"濾片被(bèi)實(shí)施(shī)。該(gāi)濾(lǜ)片有(yǒu)效(xiào)地將長(cháng)(紅色(sè))和(hé)短(藍色)波(bō)長之(zhī)間(jiān)的(dí)能量(liáng)比(bǐ)從(cóng)近6倍(bèi)降低到(dào)大約(yuē)2倍。因(yīn)此，實現了(liǎo)更好(hǎo)的信噪比(bǐ)，很(hěn)大限度地減(jiǎn)少了短波長區(qū)域雜(zá)散光(guāng)的影響。這(zhè)種增強顯(xiǎn)著(zhuó)提(tí)高了(liǎo)校準光源(yuán)的整(zhěng)體(tǐ)性(xìng)能(néng)。