[发明专利]提高真空紫外定标光源稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于大气环境监测的空间紫外遥感仪器，特别是为了提高空间紫外遥感仪器的真空紫外定标光源稳定性的方法。

背景技术

在大气环境监测领域，空间紫外遥感仪器有着不可替代的作用，通过探测太阳紫外光谱辐照度和大气的太阳后向散射紫外光谱辐亮度，就可以反演计算出大气层中各种微量气体和气溶胶的含量，以监测全球温室效应、臭氧层厚度变化和各种有害气体的排放等等。

遥感仪器在发射前都要进行地面辐射定标，其辐射定标精度将直接影响仪器在轨探测精度及数据反演精度。真空紫外定标时，多采用氟化镁材料窗口的氘灯作为定标标准光源。但在使用这种光源的过程中，人们遇到了一个共同的问题，即氘灯窗口表面在真空环境下极易受到污染，会导致氘灯的真空紫外辐射强度逐步衰减。这就给光谱仪器的高精度辐射定标工作带来很大的困难。

通过分析氘灯辐射衰减原因发现，当真空紫外辐射照射在氟化镁晶体材料上时，其上会产生静电电荷，这个电荷能在氟化镁窗口前端建立一个电场。另一方面，真空系统中或多或少(与真空系统的洁净程度有关)会有碳氢化合物及其它一些污染物残留在真空室内，它们在真空紫外辐射照射下被电离，被电离的分子根据氘灯窗口前端建立的电场的极性，一部分远离氘灯窗口，另一部分可附着在窗口表面形成一层沉积膜，随着辐照时间的增加，沉积膜的厚度逐渐增大，从而造成氘灯辐射强度的逐步衰减。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高真空紫外定标光源稳定性的方法，以提高空间紫外遥感仪器标准光源在真空紫外波段的辐射稳定性，从而实现紫外光谱遥感仪器在真空紫外波段的高精度辐射定标。

本发明提高真空紫外定标光源稳定性的方法，是在真空室内的标准光源室的出射窗口外端设置一与出射光束同轴的管状液氮制冷屏，以降低光源出射窗口区域的温度，提高该区域的真空度，从而减少出射窗口附近污染物分子的数量。

用于上述提高真空紫外定标光源稳定性方法的管状液氮制冷屏，由内管、外套管、设置在内管和外套管之间的螺旋管构成，所述螺旋管的进口端与液氮存储灌通过管路相连通，出口端与液氮回收罐通过管路相连通。

本发明通过3个方面的共同作用实现降低氟化镁窗口氘灯在真空环境下的不稳定性：1)起制冷的作用：液氮在制冷屏内循环，利用液氮的蒸发吸热来降低氟化镁窗口区域的温度，提高该区域的真空度，从而减少窗口附近污染物分子的数量。2)起遮挡屏的作用：将液氮制冷屏放置在氘灯窗口前，能够限制除氘灯辐射方向外真空室内其它各个方向的污染物分子靠近窗口，减少窗口附近污染物分子的数量。3)起限制辐照的作用：在满足氘灯能够照亮所要求视场的前提下，可尽量减小制冷屏中心圆孔的开口尺寸，限制氘灯光源对真空室内的辐射立体角。这样就可以减少被电离分子的数目，抑制氘灯窗口上沉积膜厚度的增加。

本发明方法，有效的提高了空间紫外遥感仪器标准光源在真空紫外波段的辐射稳定性，从而实现紫外光谱遥感仪器在真空紫外波段的高精度辐射定标。

图1是本发明用于真空紫外定标光源上的冷阱系统的液氮制冷屏系统结构示意图。

图2是图1中所示管状液氮制冷屏3的局部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细描述。

参照图1，一种提高真空紫外定标光源稳定性的方法，是在真空室1内的标准光源室2的出射窗口外端设置一与出射光束同轴的管状液氮制冷屏3，以降低光源出射窗口区域的温度，提高该区域的真空度，从而减少出射窗口附近污染物分子的数量。

参照图2，所述的管状液氮制冷屏3由内管3.1、外套管3.2、设置在内管3.1和外套管3.2之间的螺旋管3.3构成；所述螺旋管3.3的进口端4与液氮存储灌10通过管路7相连通，出口端5与液氮回收罐9通过管路8相连通。上述液氮制冷屏3通过一套筒6固定在标准光源室2的出射窗口上。

当使用标准光源室2中的氘灯为仪器进行真空紫外定标时，打开液氮存储罐10上的加压阀门及进液阀门，即可通过液氮制冷屏的制冷作用降低标准光源室2的出射窗口区域的温度，提高该区域的真空度，从而减少窗口附近污染物分子的数量。