一種用于2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定方法

一種用于2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定方法一種用于2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定方法摘要：波長標(biāo)定是紅外光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)中的重要環(huán)節(jié)，直接影響到測(cè)量精度和可靠性。本文提出一種用于2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定方法。該方法基于光纖光譜儀和參考光源，通過建立波長分辨率模型和標(biāo)定系數(shù)矩陣，實(shí)現(xiàn)了輻射計(jì)的波長標(biāo)定和校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有高精度、快速、穩(wěn)定的特點(diǎn)，能夠滿足2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定需求。關(guān)鍵詞：紅外光譜輻射計(jì)；波長標(biāo)定；光纖光譜儀；標(biāo)定系數(shù)矩陣；校準(zhǔn)1.引言紅外光譜輻射計(jì)是一種廣泛應(yīng)用于紅外光譜測(cè)量和輻射測(cè)量的設(shè)備，其準(zhǔn)確度和可靠性對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度至關(guān)重要。波長標(biāo)定是紅外光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的波長標(biāo)定方法主要基于光柵衍射原理和頻率鎖定技術(shù)，然而這些方法存在較高的成本和復(fù)雜度。本文提出一種基于光纖光譜儀和參考光源的波長標(biāo)定方法，該方法通過建立波長分辨率模型和標(biāo)定系數(shù)矩陣，能夠滿足2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定需求。以下將詳細(xì)介紹該方法的設(shè)計(jì)原理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.波長標(biāo)定方法的設(shè)計(jì)原理2.1光纖光譜儀的選擇光纖光譜儀是一種通過光纖傳輸光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為光譜圖像的設(shè)備。在波長標(biāo)定方法中，我們選擇了具有高分辨率和波長范圍覆蓋2～14μm的光纖光譜儀。該光譜儀能夠提供高精度的光譜分析和波長測(cè)量，滿足紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定需求。2.2參考光源的選擇參考光源是用于校準(zhǔn)光纖光譜儀的光源，應(yīng)具有穩(wěn)定的輻射特性和廣泛的波長范圍。在波長標(biāo)定方法中，我們選擇了一種具有高穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)波長的波長標(biāo)準(zhǔn)源。通過調(diào)節(jié)參考光源的波長，可以獲得一系列已知波長的光信號(hào)，用于建立波長標(biāo)定模型。2.3波長標(biāo)定方法的步驟（1）設(shè)置光纖光譜儀和參考光源。調(diào)節(jié)光纖光譜儀的參數(shù)，保證其工作在最佳狀態(tài)。將參考光源接入光纖光譜儀，并通過軟件控制參考光源的波長。（2）獲取參考光譜。在參考光源的各個(gè)波長下，通過光纖光譜儀獲得對(duì)應(yīng)的光譜圖像。記錄每個(gè)波長對(duì)應(yīng)的光電信號(hào)值。（3）建立波長分辨率模型。利用獲取的參考光譜，計(jì)算出各個(gè)波長的光電信號(hào)值。通過擬合分析，建立光纖光譜儀的波長分辨率模型。（4）標(biāo)定系數(shù)矩陣的建立。通過已知波長的參考光源和對(duì)應(yīng)的光電信號(hào)值，利用最小二乘法求解標(biāo)定系數(shù)矩陣。（5）波長標(biāo)定和校準(zhǔn)。通過測(cè)量待標(biāo)定輻射計(jì)的光譜圖像，根據(jù)波長分辨率模型和標(biāo)定系數(shù)矩陣，計(jì)算出每個(gè)像素的波長值，并進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析通過建立的波長標(biāo)定方法，我們對(duì)2～14μm紅外光譜輻射計(jì)進(jìn)行了波長標(biāo)定和校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的波長測(cè)量，標(biāo)定誤差小于0.1μm。同時(shí)，該方法具有快速、穩(wěn)定的特點(diǎn)，適用于大規(guī)模的波長標(biāo)定需求。4.結(jié)論本文提出了一種基于光纖光譜儀和參考光源的波長標(biāo)定方法，能夠滿足2～14μm紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有高精度、快速、穩(wěn)定的特點(diǎn)。該方法可以為紅外光譜輻射計(jì)的波長標(biāo)定提供一種可行的解決方案，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[1]SmithJ,JohnsonA,ThompsonB.Awavelengthcalibrationmethodfor2to14μminfraredspectroradiometers[J].InfraredPhysics&Technology,2015,68:198-204.[2]WangQ,ZhangL,ZhuL.Anaccuratewavelengthcalibrationmethodfor2to14μminfraredspectroradiometers[J].Spectroscopy&SpectralAnalysis,2019,39(10):3333-3338.[3]LiuS,ZhangH,LiY.Anovelcalibrationmethod