本發(fā)明涉及放射性檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用基于雙通聲光可調(diào)諧濾波器aotf構(gòu)型的、使用特定的光回射器、能夠有效抑制衍射旁瓣的輻射譜儀進(jìn)行試驗的一種測量黑體熱力學(xué)溫度的方法。

背景技術(shù)：

可調(diào)諧輻射譜儀在許多科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)過程中有應(yīng)用，其中的主要元件可調(diào)諧帶通光學(xué)濾波器可以用于掃描寬帶不均勻光源的功率分布，比如各種有特制薄膜的干涉濾波器、基于lyot-ohman概念的可調(diào)諧液晶濾波器、光學(xué)單色儀、聲光可調(diào)諧濾波器aotf等。其中，聲光可調(diào)諧濾波器aotf是一種固體電調(diào)帶通濾波器，利用了各向異性介質(zhì)中的聲光原理，以雙折射量隨角度的變化來補(bǔ)償因角度變化所引起的動量失配，能夠從入射光源中選擇、透射出單一波長的光。聲光可調(diào)諧濾波器aotf的基本結(jié)構(gòu)有聲光介質(zhì)、電-聲換能器陣列和聲終端三部分，當(dāng)射頻信號加到換能器上時，激勵出超聲波并耦合到聲光介質(zhì)中；當(dāng)自然光以一定的入射角入射到該聲光介質(zhì)時，由于聲光相互作用，入射光被衍射成兩束正交的線偏振光，即尋常光(o光)和非尋常光(e光)，改變超聲波頻率，兩偏振光波長也將相應(yīng)改變。通過改變作用在aotf電-聲換能器上的射頻信號來控制透射光的波長(被濾出的一級衍射光)，根據(jù)波長范圍來改變載波頻率，就能夠得到全范圍的光譜分析；通過調(diào)節(jié)射頻信號的幅度，也能調(diào)節(jié)透射光(濾出光)強(qiáng)度。光譜分析系統(tǒng)的性能主要由波長調(diào)諧范圍、光譜分辨率、旁瓣決定，由于光的衍射作用，光譜分析系統(tǒng)中探測到的在某個特定位置的光在頻域表現(xiàn)為一個主頻率的峰，除此之外在主頻率的峰兩側(cè)還有一些次級小峰，這就是所謂旁瓣?，F(xiàn)有技術(shù)的基于aotf的輻射譜儀大多是以單通模式工作，其缺點(diǎn)是，由于有較強(qiáng)的衍射旁瓣存在，帶外光的會影響單通aotf輻射譜儀的工作，所述一種測量黑體熱力學(xué)溫度的方法能解決這一問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明涉及一種基于雙通aotf的輻射譜儀，用于高溫計量學(xué)，確定1000至2500攝氏度范圍內(nèi)高溫黑體的熱動力學(xué)溫度，測試的波長范圍在可見光范圍650nm至1000nm可調(diào)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述一種測量黑體熱力學(xué)溫度的方法，裝置主要包括孔徑光闌、復(fù)消色差透鏡、光學(xué)暗箱、起偏器、視場光闌、準(zhǔn)直透鏡、分束器、平面鏡i、透鏡i、光電二極管、跨阻抗放大器、窄帶輸出信號、lyot光闌、聲光可調(diào)諧濾波器aotf、透鏡ii、平面鏡ii、微波發(fā)生器、ccd攝像機(jī)，所述復(fù)消色差透鏡、起偏器、視場光闌、準(zhǔn)直透鏡、分束器、平面鏡i、透鏡i、光電二極管、跨阻抗放大器、lyot光闌、聲光可調(diào)諧濾波器aotf、透鏡ii、平面鏡ii、ccd攝像機(jī)位于所述光學(xué)暗箱內(nèi)并組成輻射譜儀，所述輻射譜儀入口側(cè)具有待測物體，主要由所述透鏡ii和平面鏡ii組成光回射系統(tǒng)，所述微波發(fā)生器連接所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf，所述孔徑光闌直徑30毫米、且位于所述光學(xué)暗箱入口處，所述視場光闌直徑1毫米，進(jìn)而能夠決定所述待測物體上被探測的區(qū)域相對于所述輻射譜儀的立體角ω，所述起偏器用于控制入射光的線性光學(xué)偏振的方向，所述ccd攝像機(jī)用于收集被所述起偏器折射的p偏振光，以對所述待測物體上被探測的區(qū)域進(jìn)行成像，在所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf的前側(cè)面的所述lyot光闌用于對輻射譜儀的調(diào)制傳輸函數(shù)進(jìn)行過濾，以減少裝置中的雜散光；所述待測物體發(fā)出的光依次經(jīng)過所述孔徑光闌、復(fù)消色差透鏡、起偏器、視場光闌、準(zhǔn)直透鏡、分束器、lyot光闌到達(dá)所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf并被折射形成第一次濾出光射出，所述第一次濾出光通過所述透鏡ii到達(dá)平面鏡ii、并被所述平面鏡ii反射后通過所述透鏡ii再次進(jìn)入所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf中，經(jīng)過第二次折射后其偏振方向不變并形成與原光束傳播方向相對的第二次濾出光，所述第二次濾出光經(jīng)過所述lyot光闌到達(dá)所述分束器，所述分束器用于使得約20％的第二次濾出光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并經(jīng)所述平面鏡i和透鏡i進(jìn)入所述光電二極管被轉(zhuǎn)換成電壓信號，并通過所述跨阻抗放大器放大后得到所述窄帶輸出信號。

所述一種測量黑體熱力學(xué)溫度的方法步驟為：

一.將所述輻射譜儀置于特定位置，以使得所述孔徑光闌與待測物體距離約為900毫米；

二.使用所述ccd攝像機(jī)觀測待測物體上的被探測區(qū)域的像，所述待測物體上只有被探測區(qū)域發(fā)出的光能進(jìn)入所述輻射譜儀中，被探測區(qū)域的面積為a；

三.通過移動所述輻射譜儀來對所述待測物體上的不同區(qū)域進(jìn)行探測；

四.進(jìn)入所述輻射譜儀的光，在兩次經(jīng)過所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf后，進(jìn)入所述光電二極管，轉(zhuǎn)換成電壓信號并由所述跨阻抗放大器放大后輸出所述窄帶輸出信號，輸出電壓其中，g是跨阻抗放大器增益，b是進(jìn)入所述光電二極管的光通量相對于進(jìn)入所述孔徑光闌的光通量的比值，λ代表波長，t²(λ，v0)是雙通構(gòu)型的所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf在某個頻率下的透射系數(shù)，spd(λ)是所述光電二極管的光譜響應(yīng)，φi(λ)是輸入光通量密度、且其在進(jìn)入輻射譜儀后取決于光源的光譜輻射l(λ)，φi(λ)＝ω·a·l(λ)；

五.所述微波發(fā)生器輸出的微波頻率在某個固定值時，所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf將光束中某個窄帶頻率范圍的光過濾出來，以掃描的方式改變所述微波發(fā)生器輸出的微波頻率，以調(diào)控所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf掃描過濾窄帶光，并得到所述待測物體在波長范圍650nm至1000nm的輻射光譜，并以此分析所述待測物體的熱力學(xué)溫度。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明可調(diào)波長范圍寬，帶外光透射度低，輻射探測能力強(qiáng)，靈敏度高；使用光回射系統(tǒng)能夠使得光損耗更小。

附圖說明

下面結(jié)合本發(fā)明的圖形進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明示意圖。

圖中，1.光源，2.孔徑光闌，3.復(fù)消色差透鏡，4.光學(xué)暗箱，5.起偏器，6.視場光闌，7.準(zhǔn)直透鏡，8.分束器，9.平面鏡i，10.透鏡i，11.光電二極管，12.跨阻抗放大器，13.窄帶輸出信號，14.lyot光闌，15.聲光可調(diào)諧濾波器aotf，16.透鏡ii，17.平面鏡ii，18.微波發(fā)生器，19.ccd攝像機(jī)。

具體實施方式

如圖1是本發(fā)明示意圖，裝置主要包括孔徑光闌2、復(fù)消色差透鏡3、光學(xué)暗箱4、起偏器5、視場光闌6、準(zhǔn)直透鏡7、分束器8、平面鏡i9、透鏡i10、光電二極管11、跨阻抗放大器12、窄帶輸出信號13、lyot光闌14、聲光可調(diào)諧濾波器aotf15、透鏡ii16、平面鏡ii17、微波發(fā)生器18、ccd攝像機(jī)19，所述復(fù)消色差透鏡3、起偏器5、視場光闌6、準(zhǔn)直透鏡7、分束器8、平面鏡i9、透鏡i10、光電二極管11、跨阻抗放大器12、lyot光闌14、聲光可調(diào)諧濾波器aotf15、透鏡ii16、平面鏡ii17、ccd攝像機(jī)19位于所述光學(xué)暗箱4內(nèi)并組成輻射譜儀，所述輻射譜儀入口側(cè)具有待測物體1，主要由所述透鏡ii16和平面鏡ii17組成光回射系統(tǒng)，所述微波發(fā)生器18連接所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15，所述孔徑光闌2直徑30毫米、且位于所述光學(xué)暗箱4入口處，所述視場光闌6直徑1毫米，進(jìn)而能夠決定所述待測物體1上被探測的區(qū)域相對于所述輻射譜儀的立體角ω，所述起偏器5用于控制入射光的線性光學(xué)偏振的方向，所述ccd攝像機(jī)19用于收集被所述起偏器5折射的p偏振光，以對所述待測物體1上被探測的區(qū)域進(jìn)行成像，在所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15的前側(cè)面的所述lyot光闌14用于對輻射譜儀的調(diào)制傳輸函數(shù)進(jìn)行過濾，以減少裝置中的雜散光；所述待測物體1發(fā)出的光依次經(jīng)過所述孔徑光闌2、復(fù)消色差透鏡3、起偏器5、視場光闌6、準(zhǔn)直透鏡7、分束器8、lyot光闌14到達(dá)所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15并被折射形成第一次濾出光射出，所述第一次濾出光通過所述透鏡ii16到達(dá)平面鏡ii17、并被所述平面鏡ii17反射后通過所述透鏡ii16再次進(jìn)入所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15中，經(jīng)過第二次折射后其偏振方向不變并形成與原光束傳播方向相對的第二次濾出光，所述第二次濾出光經(jīng)過所述lyot光闌14到達(dá)所述分束器8，所述分束器8用于使得約20％的第二次濾出光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并經(jīng)所述平面鏡i9和透鏡i10進(jìn)入所述光電二極管11被轉(zhuǎn)換成電壓信號，并通過所述跨阻抗放大器12放大后得到所述窄帶輸出信號13，

所述一種測量黑體熱力學(xué)溫度的方法步驟為：

一.將所述輻射譜儀置于特定位置，以使得所述孔徑光闌2與待測物體1距離約為900毫米；

二.使用所述ccd攝像機(jī)19觀測待測物體1上的被探測區(qū)域的像，所述待測物體1上只有被探測區(qū)域發(fā)出的光能進(jìn)入所述輻射譜儀中，被探測區(qū)域的面積為a；

三.通過移動所述輻射譜儀來對所述待測物體1上的不同區(qū)域進(jìn)行探測；

四.進(jìn)入所述輻射譜儀的光，在兩次經(jīng)過所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15后，進(jìn)入所述光電二極管11，轉(zhuǎn)換成電壓信號并由所述跨阻抗放大器12放大后輸出所述窄帶輸出信號13，輸出電壓其中，g是跨阻抗放大器增益，b是進(jìn)入所述光電二極管11的光通量相對于進(jìn)入所述孔徑光闌2的光通量的比值，λ代表波長，t²(λ，v0)是雙通構(gòu)型的所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15在某個頻率下的透射系數(shù)，spd(λ)是所述光電二極管11的光譜響應(yīng)，φi(λ)是輸入光通量密度、且其在進(jìn)入輻射譜儀后取決于光源的光譜輻射l(λ)，φi(λ)＝ω·a·l(λ)；

五.所述微波發(fā)生器18輸出的微波頻率在某個固定值時，所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15將光束中某個窄帶頻率范圍的光過濾出來，以掃描的方式改變所述微波發(fā)生器18輸出的微波頻率，以調(diào)控所述聲光可調(diào)諧濾波器aotf15掃描過濾窄帶光，并得到所述待測物體1在波長范圍650nm至1000nm的輻射光譜，并以此分析所述待測物體1的熱力學(xué)溫度。