专利名称：一种紫外光源均光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及紫外-真空紫外辐射量计量测试领域，具体的讲是一种紫外光源均光
装置
背景技术：
随着我国探月计划及其它太空计划的开展，紫外载荷及设备的应用越来越广，作用也日益重要，同时，国内在导弹技术研究中正开展包括紫外制导的双模复合制导研究。在这些紫外领域开展的研究工作中，需要用到各类紫外设备及部件，包括光源、探测器、真空紫外光谱仪、臭氧垂直探测用真空紫外光谱辐射计、紫外成像器、紫外临边成像仪等，这些设备及其部件都需要进行计量测试及校准，以准确掌握这些设备及部件的特性，同时完成量值传递，为这些设备及组件的应用提供技术基础支撑。在紫外-真空紫外光谱辐照度计量、测试及校准过程中，为了保证计量、测试及校准的准确性，必须对光源发出的光辐射进行均匀化，均匀光辐射的水平在很大程度上决定了计量、测试及校准的精度。因此，光源匀光技术是紫外-真空紫外光谱辐照度计量系统中的一项关键技术。 在紫外-真空紫外光谱辐照度计量测试系统中，光源匀光采用漫射器，其主要作用为校正光源空间辐射方向性差异，以便精确测量出光源在某一距离处的辐照度。在传统的光谱辐照度计量中，一般的漫射器主要有漫反射板、积分球、漫透射板等形式。对于紫外-真空紫外波段，对漫射器提出了更高的要求。一方面，即要保证余弦校正效果，另一方面又要保证光谱透射范围、透射率以及信噪比等因素。现有技术的方法是采用积分球或漫反射板，材料选用聚四氟乙烯。但是聚四氟乙烯的反射波段范围在250nm处已经产生强烈的衰减，无法对整个紫外-真空紫外波段形成全面覆盖；如果选用铝作为反射材料，氧化后的铝只能反射到160nm波段，且反射率低。
发明内容
为了解决现有技术中对紫外-真空紫外波段范围的紫外光的辐射度计量中衰减和处理波段缺陷等问题，提供了一种紫外光源均光装置，可以覆盖整个紫外-真空紫外波段(IlOnm 400nm)对光源发出的光辐射进行均匀化，以满足该波段内光谱辐照的计量测试需求。本发明实施例提供了一种紫外光源均光装置，包括:复数个漫射器，驱动单元；每个所述的漫射器用于对特定波段的入射紫外光进行均光和聚焦；所述驱动单元用于根据测试的需要调节相应的漫射器位于光路中。根据本发明实施例所述的一种紫外光源均光装置的一个进一步的方面，所述复数个漫射器连续覆盖在110nm-400nm的紫外-真空紫外波段。根据本发明实施例所述的一种紫外光源均光装置的再一个进一步的方面，所述复数个漫射器包括3个漫射器，所述3个漫射器覆盖的波段分别为IlOnm 130nm、130nm 200nm 和 200nm 400nm。根据本发明实施例所述的一种紫外光源均光装置的另一个进一步的方面，所述漫射器一面为平面的漫射面，另一面为抛光的凸面；或者所述平面为抛光面，所述凸面为漫射面；或者平面和凸面均为漫射面。根据本发明实施例所述的一种紫外光源均光装置的另一个进一步的方面，所述3个漫射器中的第一漫射器工作波段为IlOnm 130nm，材料为氟化锂单晶，其凸面的曲率半径为81.56mm，整体厚度为4±0.1mm，通光口径为26mm，焦距数为9 ；第二漫射器工作波段为130nm 200nm，材料为氟化钙单晶，其凸面的曲率半径为77.35mm,整体厚度为4 ± 0.1mm,通光口径为26mm，F数为9 ；第三漫射器工作波段为200nm 400nm，材料为氟化钙单晶，其凸面的曲率半径为168.31mm,整体厚度为6±0.1mm,通光口径为64mm, F数为9。通过本发明实施例，由于采用了工作于110nm-400nm紫外光波段范围的复数个漫射镜均光和聚焦，保证了以点光源或面光源作为紫外光源时的光谱辐照度校准既可以产生很好的余弦校正效应，又能保证系统的信噪比。
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紫外光源均光装置的结构示意图；图2所示为本发明实施例第一漫射器的结构示意图；图3所示为本发明实施例第二漫射器的结构示意图；图4所示为本发明实施例第三漫射器的结构示意图；图5所示为本发明实施例对点光源进行光谱辐照度校准时的系统结构图；图6所示为本发明实施例对面光源进行光谱辐照度校准时的系统结构图。
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紫外光源均光装置的结构示意图。包括复数个漫射器101，驱动单元102。每个所述的漫射器101用于对特定波段的入射紫外光进行均光和聚焦。所述驱动单元102用于根据测试的需要调节相应的漫射器102位于光路中。作为本发明的一个实施例,所述复数个漫射器101连续覆盖在110nm-400nm的紫外-真空紫外波段，用以满足光谱辐射度计量的需求。作为本发明的一个实施例，所述复数个漫射器101包括3个漫射器，所述3个漫射器覆盖的波段分别为IlOnm 130nm、130nm 200nm和200nm 400nm。作为本发明的一个实施例，所述漫射器一面为平面的漫射面，另一面为抛光的凸面；或者所述平面为抛光面，所述凸面为漫射面；或者平面和凸面均为漫射面。作为本发明的一个实施例，所述3个漫射器中的第一漫射器工作波段为IlOnm 130nm，材料为氟化锂单晶，其凸面的曲率半径为81.56mm，整体厚度为4±0.1mm，通光口径为26mm,焦距(F)数为9。第二漫射器工作波段为130nm 200nm，材料为氟化钙单晶，其凸面的曲率半径为77.35mm,整体厚度为4 ± 0.1mm,通光口径为26mm，F数为9。第三漫射器工作波段为200nm 400nm，材料为氟化钙单晶，其凸面的曲率半径为168.31mm,整体厚度为6±0.1mm,通光口径为64mm, F数为9。在本发明中也应当包括可以覆盖紫外-真空紫外波段范围不同数量的漫射器，例如两个漫射器、四个漫射器等，对于不同数量的漫射器涉及略有不同，而且漫射器的排列方式也可以具有不同形式，例如还可以将复数个漫射器并列排布，并垂直于光路，针对不同波段紫外光源时，可以垂直于光路的移动从而改变漫射器，但是都应当理解为本发明的保护范围。如图1所示紫外光源均光装置的漫射器101与驱动单元102的排布形式为一个实施例，还可以为其他形式，只要是使得复数个覆盖110nm-400nm紫外光波段范围的漫射器可以逐个位于光路中即可，其它的排布形式也在本发明的保护范围之内。通过上述实施例，由于采用了工作于110nm_400nm紫外光波段范围的复数个漫射镜均光和聚焦，保证了以点光源或面光源作为紫外光源时的光谱辐照度校准既可以产生很好的余弦校正效应，又能保证系统的信噪比。如图2所示为本发明实施例第一漫射器的结构示意图。该第一漫射器工作波段为IlOnm 130nm，材料为氟化锂单晶，共有两个工作面，一个工作面为平面，加工成漫透射面，所述平面侧的玻璃表面具有细微的划痕，构成漫射投射面；另一个工作面为球面，其曲率半径为81.56mm，加工成抛光面，整体厚度为4±0.1mm,通光口径为26mm，F数为9。其中，0.3 2 χ 45°表示倒角的角度是45度，单边长为0.3，公差是+0.2，R °°表曲率半径为无穷大，.表不为粗糖度是0.05。如图3所示为本发明实施例第二漫射器的结构示意图。该第二漫射器工作波段为130nm 200nm，材料为氟化钙单晶，共有两个工作面，一个工作面为平面，加工成漫透射面，所述平面侧的玻璃表面具有细微的划痕，构成漫射投射面；另一个工作面为球面，其曲率半径为77.35mm，加工成抛光面，整体厚度为4±0.1mm,通光口径为26mm，F数为9。如图4所示为本发明实施例第三漫射器的结构示意图。该第三漫射器工作波段为200nm 400nm，材料为氟化钙单晶，共有两个工作面，一个工作面为平面，加工成漫透射面，所述平面侧的玻璃表面具有细微的划痕，构成漫射投射面；另一个工作面为球面，其曲率半径为168.31mm，加工成抛光面，整体厚度为6 ± 0.1mm,通光口径为64mm, F数为9。如图5所示为本发明实施例对点光源进行光谱辐照度校准时的系统结构图。包括点光源501，紫外光源均光装置502，探测器503。
所述点光源501用于提供紫外光源，放置于紫外光源均光装置502漫射器的焦点上。所述紫外光源均光装置502，利用上述实施例的紫外光源均光装置中的3个漫射器对点光源501发出的紫外光进行均光和聚焦，所述3个漫射器分别负责应对不同波段紫外光。所述探测器503获取透过所述紫外光源均光装置502的紫外光辐射，探测到110nm-4 OOnm波段范围的全部紫外光福射。在本实施例中的点光源也可以为近似的点光源。通过本发明中的设计保证了光谱辐照度校准时，既可以产生很好的余弦校正效应，又能保证系统的信噪比，利用探测器件可以探测到均匀的光辐射，可以对紫外光源或者探测器件进行计量、测试及校准。如图6所示为本发明实施例对面光源进行光谱辐照度校准时的系统结构图。包括面光源601，紫外光源均光装置602，靶标及平行光管603，探测器604。所述面光源601，用于提供紫外光源，放置于距离所述紫外光源均光装置602较远距离处，以保证余弦校正效果。所述紫外光源均光装置602，利用上述实施例的紫外光源均光装置中的3个漫射器对面光源601发出的紫外光进行均光和聚焦，所述3个漫射器分别负责应对不同波段紫外光。所述靶标及平行光管603，用于将不平行光变为平行光，可与面光源及漫射器配合，提供均匀的紫外光辐射，可以用于对探测器件或者光源进行计量测试及校准。所述探测器604获取透过所述紫外光源均光装置602的紫外光辐射，探测到110nm-400nm波段范围的全部紫外光福射。由于面光源的辐射照度较强，可以能保证系统的信噪比，与后续的光机组件(在本例中为靶标及平行光管)配合，可以为探测器件提供均匀光辐射，可以对探测器件或者光源进行计量、测试及校准。通过本发明实施例，在具备以上紫外-真空紫外漫射器的基础上，形成了采用漫射方式的紫外光源均光装置，根据被校光源的形式，灵活选用漫射器形式。既可以对于点光源或近似点光源，采用新型紫外-真空紫外平凸漫射透镜作为漫射器，将点光源中心放置在漫射器的焦点上，平凸漫射器一面为漫射面形式的平面，另一面为抛光的凸面，通过此项设计保证了光谱辐照度校准时，可以产生很好的余弦校正效应，又能保证系统的信噪比；又能对于面光源的光谱辐照度校准，可以采用毛玻璃作为漫射器的一侧平面，将被校光源放置在较远距离处，保证余弦校正效果，同时由于面光源的辐射照度较强，也能保证系统的信噪比。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
1.一种紫外光源均光装置，其特征在于包括: 复数个漫射器，驱动单元； 每个所述的漫射器用于对特定波段的入射紫外光进行均光和聚焦； 所述驱动单元用于根据测试的需要调节相应的漫射器位于光路中。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光源均光装置，其特征在于，所述复数个漫射器连续覆盖在110nm-400nm的紫外-真空紫外波段。
3.根据权利要求2所述的一种紫外光源均光装置，其特征在于，所述复数个漫射器包括3个漫射器，所述3个漫射器覆盖的波段分别为IlOnm 130nm、130nm 200nm和200nm 400nm。
4.根据权利要求3所述的一种紫外光源均光装置，其特征在于，所述漫射器一面为平面的漫射面，另一面为抛光的凸面；或者所述平面为抛光面，所述凸面为漫射面；或者平面和凸面均为漫射面。
5.根据权利要求3所述的一种紫外光源均光装置，其特征在于，所述3个漫射器中的第一漫射器工作波段为IIOnm 130nm,材料为氟化锂单晶,其凸面的曲率半径为81.56mm,整体厚度为4±0.lmm,通光口径为26mm,焦距数为9 ； 第二漫射器工作波段为130nm 200nm，材料为氟化钙单晶，其凸面的曲率半径为.77.35mm,整体厚度为4 ± 0.1mm,通光口径为26mm，F数为9 ； 第三漫射器工作波段为200nm 400nm，材料为氟化钙单晶，其凸面的曲率半径为.168.31mm,整体厚度为6±0.1mm,通光口径为64mm, F数为9。
全文摘要
本发明涉及紫外-真空紫外辐射计量测试领域，具体的讲是一种紫外光源均光装置，包括复数个漫射器，驱动单元；每个所述的漫射器用于对特定波段的入射紫外光进行均光和聚焦；所述驱动单元用于根据测试的需要调节相应的漫射器位于光路中。通过本发明实施例，由于采用了工作于110nm-400nm紫外光波段范围的复数个漫射镜均光和聚焦，保证了以点光源或面光源作为紫外光源时的光谱辐照度校准既可以产生很好的余弦校正效应，又能保证系统的信噪比。
文档编号G01J1/08GK103175608SQ20131006583
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者张玉国, 孙红胜, 魏建强, 王加朋, 孙广尉, 任小婉, 宋春晖 申请人:北京振兴计量测试研究所