专利名称：一种真空紫外光谱辐照度标定方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及紫外辐射量测量技术领域，具体的讲是一种真空紫外光谱辐照度标定方法及系统。
背景技术：
真空紫外波段指的是由于大气层的强烈吸收无法到达地球表面而只能在真空中传播的紫外波段，通常定义IlOnm 250nm紫外波段为真空紫外波段。在光源真空紫外光谱辐照度时，需要获取标准光源在校准波段范围(115nm 400nm)内的光谱辐射照度标准值。真空紫外标准光源通常选用氘灯作为光谱辐照度标准光源。美国国家标准计量局(现称为NIST)在同步辐射光源建造之前，也将氘灯作为光谱辐照度的标准光源。但是在国内NIM只能对250nm 400nm波段范围内的光谱辐照度进行校准，250nm以下的光谱辐照度值在国内无法进行校准，在国外虽然可以进行校准，但费用非常昂贵，必须要研究250nm以下氘灯光谱辐照度的新标定方法。
发明内容
为了解决现有技术中对真空紫外光谱辐照度标定成本高的问题，提供了一种真空紫外光谱辐照度标定方法及系统能够方便地得到紫外光源在250nm以下真空紫外波段的光谱辐照度。本发明实施例提供了一种真空紫外光谱辐照度标定方法，包括:获取紫外光源115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L ( λ )；获取该紫外光源250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε(λ)；根据所述紫外光谱辐亮度和紫外光谱辐照度，利用Ω =Ε(λ)/1(λ)，计算得到250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω ；根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角ΩI ；根据115nm-400nm波段范围的紫外光谱福亮度L( λ )和所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，利用E1(X) = L(X).Q1得到115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1(A)tj根据本发明实施例所述的一种真空紫外光谱辐照度标定方法的一个进一步的方面，根据得到的115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1及250nm_400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε(λ)，对上述115nm-400nm波段范围中不同波段的紫外光谱辐照度进行积分，得到不同波段内的紫外积分辐照度。根据本发明实施例所述的一种真空紫外光谱辐照度标定方法的再一个进一步的方面，所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1为250nm_400nm波段范围的光源立体角Ω的平均值，或者将115nm-400nm波段范围的紫外光谱与250nm-400nm波段范围的紫外光谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Ω lt)
本发明实施例还提供了一种真空紫外光谱辐照度标定系统，包括:包括紫外光源，紫外光谱辐亮度获取单元，第一紫外光谱辐照度获取单元，第一光源立体角获取单元，第二光源立体角获取单元，第二紫外光谱辐照度获取单元；所述紫外光源用于提供紫外光源；所述紫外光谱辐亮度获取单元，用于获取所述紫外光源的115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(A)；所述第一紫外光谱辐照度获取单元，用于获取该紫外光源的250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε( λ)；所述第一光源立体角获取单元，用于根据所述紫外光谱辐亮度和紫外光谱辐照度，利用Ω =E(λ)/L(λ)，计算得到 250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω ；所述第二光源立体角获取单元，用于根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1 ;所述第二紫外光谱辐照度获取单元，用于根据115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度LU)和所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，利用E1U)=L(A).Q1得到115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1(λ)。根据本发明实施例所述的一种真空紫外光谱辐照度标定系统的一个进一步的方面，积分单元，用于115nm 250nm波段范围内的紫外光谱福照度E1及250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε(λ)，对上述115nm-400nm波段范围中不同波段的紫外光谱辐照度进行积分，得到不同波段内的紫外积分辐照度。根据本发明实施例所述的一种真空紫外光谱辐照度标定系统的再一个进一步的方面，所述第二光源立体角获取单元计算250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω的平均值得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，或者将115nm_400nm波段范围的紫外光谱与250nm-400nm波段范围的紫外光谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角
Ω I ο通过本发明实施例解决了 250nm波段以下的光谱辐照度数据的标定问题，其平均传递误差不超过3%，解决了光源真空紫外光谱辐照度标定波长下限不能达到250nm以下的难题，有利于本发明的工程化应用。
结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。图1给出了根据本发明的一个实施例一种真空紫外光谱辐照度标定方法的流程图；图2所示为本发明实施例一种真空紫外光谱辐照度标定系统的结构示意图；图3所示本发明实施例一种真空紫外光谱辐照度标定方法的详细流程图。
具体实施例方式下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本发明。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本发明不只限于所示的实施例，本发明涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。图1给出了根据本发明的一个实施例一种真空紫外光谱辐照度标定方法的流程图。包括步骤101，获取紫外光源115nm_400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(A )；其中，作为本发明的一个实施例，紫外光源可以采用标准光源氘灯。在本步骤中可以采用德国联邦物理技术研究院(PTB)标定出115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(A)。步骤102，获取该紫外光源250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε(λ)；作为本发明的一个实施例，可以采用NM标定出250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度EU)。步骤103，根据所述紫外光谱辐亮度和紫外光谱辐照度，利用Ω = Ε(λ)/1(λ)，计算得到250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω ；步骤104,根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1 ;其中，作为本发明的一个实施例，所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1可以为250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω的平均值，或者将115nm_400nm波段范围的紫外光谱与250nm-400nm波段范围的紫外光谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Ω1Ι5步骤105,根据115nm-400nm波段范围的紫外光谱福亮度L( λ )和所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，利用E1U) = L(A).Ω丨得到115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1 ( λ )。作为本发明的一个实施例，根据上述步骤105中得到的115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1& 250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε(λ)，对上述115nm-400nm波段范围中不同波段的紫外光谱辐照度进行积分，可以得到不同波段内的紫外积分辐照度。所述积分辐照度是相对于光谱辐照度的一个概念，在某些应用场合，使用者可能更关心在某个波动内的综合量值，也就是积分辐照度。通过本发明实施例，通过覆盖115nm 400nm波段的标准光谱辐亮度数据和只能覆盖250nm 400nm光谱福照度数据，间接得到115nm 250nm波段内标准光源的福照度数据。通过此方法，解决了 250nm波段以下的光谱辐照度数据的标定问题，其平均传递误差不超过3%，解决了光源真空紫外光谱辐照度标定波长下限不能达到250nm以下的难题，有利于本发明的工程化应用。如图2所示为本发明实施例一种真空紫外光谱辐照度标定系统的结构示意图。包括紫外光源201，紫外光谱辐亮度获取单元202，第一紫外光谱辐照度获取单元203，第一光源立体角获取单元204，第二光源立体角获取单元205，第二紫外光谱辐照度获取单元206。所述紫外光源201用于提供紫外光源。所述紫外光谱辐亮度获取单元202，用于获取所述紫外光源201的115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L ( λ )。所述第一紫外光谱辐照度获取单元203，用于获取该紫外光源201的250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度E ( λ )。所述第一光源立体角获取单元204，用于根据所述紫外光谱辐亮度和紫外光谱辐照度，利用Ω =E(λ)/L(λ)，计算得到 250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω。所述第二光源立体角获取单元205，用于根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Ω10其中，所述第二光源立体角获取单元205,计算250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω的平均值得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Ω丨，或者将115nm_400nm波段范围的紫外光谱与250nm-400nm波段范围的紫外光谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角所述第二紫外光谱辐照度获取单元206，用于根据115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度LU)和所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，利用E1U)=L(A).Q1得到115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1(λ)。还包括积分单元207，用于115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度Ε(λ )，对上述115nm_400nm波段范围中不同波段的紫外光谱辐照度进行积分，得到不同波段内的紫外积分辐照度。如图3所示本发明实施例一种真空紫外光谱辐照度标定方法的详细流程图。包括步骤301,选定真空紫外标准光源,例如可以选择美国Mcpherson公司的632型氘灯作为紫外光源。步骤302，将氘灯经过PTB标定出其115nm 400nm波段光谱辐亮度L( λ )。步骤303，由NM给出氘灯250nm 400nm波段光谱辐照度E ( λ )。步骤304,根据公式Ω = Ε( λ )/L( λ )得到250nm 400nm波段范围内光源立体角Ω。步骤305，根据250nm 400nm波段范围内Ω的平均值或者根据光谱做拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Ω ”在本实施例中将115nm-400nm波段范围的紫外光谱与250nm_400nm波段范围的紫外光谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Ω丨。步骤306，根据PTB标定的115nm 250nm波段范围内的光谱辐亮度L( λ )，乘以步骤4得到的115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，即可得到115nm 250nm波段范围内的光谱辐照度E1U),即:E1 (入)= LO).Q1步骤307，进一步还可以通过对不同波段的光谱福照度进行积分得到不同波段内的紫外积分辐照度。通过本发明实施例覆盖115nm 400nm波段的标准光谱辐亮度数据和只能覆盖250nm 400nm光谱福照度数据，间接得到115nm 250nm波段内标准光源的福照度数据。通过此方法，解决了 250nm波段以下的光谱辐照度数据的标定问题，其平均传递误差不超过3%，解决了光源真空紫外光谱辐照度标定波长下限不能达到250nm以下的难题，有利于本发明的工程化应用。
在相关领域中的技术人员将会认识到，本发明的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所发明的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本发明的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本发明和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。
权利要求
1.一种真空紫外光谱辐照度标定方法，其特征在于包括: 获取紫外光源115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(X)； 获取该紫外光源250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度E(X); 根据所述紫外光谱辐亮度和紫外光谱辐照度，利用Q =E(X)/L(X)，计算得到250nm-400nm波段范围的光源立体角Q ； 根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Q得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q!; 根据115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(X)和所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，利用E1(A) = LU) Q1得到115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1Uh
2.根据权利要求1所述的一种真空紫外光谱辐照度标定方法，其特征在于，根据得到的115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1及250nm_400nm波段范围的紫外光谱辐照度E ( X )，对上述115nm-400nm波段范围中不同波段的紫外光谱辐照度进行积分，得到不同波段内的紫外积分辐照度。
3.根据权利要求1所述的一种真空紫外光谱辐照度标定方法，其特征在于，所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q i为250nm_400nm波段范围的光源立体角Q的平均值，或者将115nm-400nm波段范围的紫外光谱与250nm_400nm波段范围的紫外光谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q115
4.一种真空紫外光谱辐照度标定系统，其特征在于包括: 包括紫外光源，紫外光谱辐亮度获取单元，第一紫外光谱辐照度获取单元，第一光源立体角获取单元，第二光源立体角获取单元，第二紫外光谱辐照度获取单元； 所述紫外光源用于提供紫外光源； 所述紫外光谱辐亮度获取单元，用于获取所述紫外光源的115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(X)； 所述第一紫外光谱辐照度获取单元，用于获取该紫外光源的250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度E(X)； 所述第一光源立体角获取单元，用于根据所述紫外光谱辐亮度和紫外光谱辐照度，利用Q = EU)/LU)，计算得到250nm-400nm波段范围的光源立体角Q ； 所述第二光源立体角获取单元，用于根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Q得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1 ; 所述第二紫外光谱辐照度获取单元，用于根据115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度LU)和所述115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，利用E1(A) = L(A) Q1得到115nm 250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1 U )。
5.根据权利要求4所述的一种真空紫外光谱辐照度标定系统，其特征在于还包括，积分单元，用于115nm 250nm波段范围内的紫外光谱福照度E1及250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度E ( X )，对上述115nm-400nm波段范围中不同波段的紫外光谱辐照度进行积分，得到不同波段内的紫外积分辐照度。
6.根据权利要求4所述的一种真空紫外光谱辐照度标定系统，其特征在于，所述第二光源立体角获取单元计算250nm-400nm波段范围的光源立体角Q的平均值得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q1，或者将115nm_400nm波段范围的紫外光谱与250nm-400nm波段范围的紫外光 谱拟合得到115nm 250nm波段范围内的光源立体角Q11全文摘要
本发明涉及紫外辐射量测量技术领域，具体的讲是一种真空紫外光谱辐照度标定方法及系统。获取紫外光源115nm-400nm波段范围的紫外光谱辐亮度L(λ)；获取该紫外光源250nm-400nm波段范围的紫外光谱辐照度E(λ)；利用Ω＝E(λ)/L(λ)，计算得到250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω；根据所述250nm-400nm波段范围的光源立体角Ω得到115nm～250nm波段范围内的光源立体角Ω1；利用E1(λ)＝L(λ)·Ω1得到115nm～250nm波段范围内的紫外光谱辐照度E1(λ)。通过本发明实施例解决了光源真空紫外光谱辐照度标定波长下限不能达到250nm以下的难题。
文档编号G01J1/00GK103175607SQ20131006260
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者张虎, 孙红胜, 李世伟, 王加朋, 张玉国, 孙广尉, 魏建强 申请人:北京振兴计量测试研究所