[发明专利]用于大口径平行光束光谱辐照度的测量系统及方法

权利要求书

1.一种用于大口径平行光束光谱辐照度的测量系统，其特征在于：该测量系统包括标准平行光源(1)、光束扫描装置、辅助光学系统、探测系统；其中光束扫描装置由光阑(2)、扫描镜(3)、电控旋转台(8)和电控平移台(9)组成，光阑(2)底板固定在电控平移台(9)之上，电控旋转台(8)固定在光阑(2)底板之上，扫描镜(3)固定在电控旋转台(8)之上；其中辅助光学系统包括抛物镜(4)和折叠镜(5)；探测系统包括积分球(6)、光谱仪(7)和计算机(10)。

2.根据权利要求1所述的用于大口径平行光束光谱辐照度的测量系统，其特征在于：所述的标准平行光源(1)的出射平行光口径小于积分球入口直径。

3.根据权利要求1所述的用于大口径平行光束光谱辐照度的测量系统，其特征在于：所述的光谱仪(7)的光谱范围覆盖了标准平行光源(1)的光谱范围。

4.一种利用权利要求1所述的测量系统对大口径平行光束光谱辐照度的测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、调整测量系统中组件的位置，构成第一测量光路：

将积分球(6)置于标准平行光源(1)正前方，标准光源(1)发出的小口径平行光束直接入射到积分球(6)内，计算机(10)控制光谱仪(7)探测进入积分球(6)的光谱辐通量为Φ₁(λ)；

步骤2、调整测量系统中组件的位置，构成第二测量光路：

将光阑底板固定在电控平移台之上，电控旋转台固定在光阑底板之上，扫描镜固定在电控旋转台之上，构成光束扫描装置，其中，光阑其中一面有一个面积为A的圆孔；将光束扫描装置置于待测平行光正前方，调整光束扫描装置使得待测平行光束的中心光线垂直光阑(2)且穿过光阑中心；标准平行光源(1)置于扫描镜(3)的另一侧，其中心光线也垂直光阑(2)且穿过光阑中心；调整电控旋转台(8)将扫描镜(3)反射面转向标准平行光源(1)，且反射面与光源中心光线成45°夹角，使得标准平行光源(1)发出的平行光束经扫描镜(3)反射到抛物镜(4)和折叠镜(5)构成辅助光学系统；将积分球(6)入口置于辅助光学系统的像点处，辅助光学系统使得标准平行光源光束会聚并全部进入积分球(6)，此时计算机(10)控制光谱仪(7)在积分球(6)出口处探测到的光谱辐照度为E₁(λ)；

步骤3、调整测量系统中组件的位置，构成第三测量光路：

调节电控旋转台(8)将扫描镜(3)反射面朝向待测平行光束，使得通过光阑(2)的待测平行光束经扫描镜(3)反射到辅助光学系统；待测平行光束经辅助光学系统反射会聚，全部进入积分球(6)，此时计算机(10)控制光谱仪(7)探测到积分球(6)出口处的光谱辐照度为E₂(λ)；

步骤4、计算出待测平行光束不同位置处的光谱辐照度：

待测平行光束中心区域的光谱辐照度为

步骤5、调整测量系统中组件的位置，对其他位置处的待测平行光束进行光谱福照度的测量：

调整电控平移台(9)，使得光阑(2)和扫描镜(3)对准其他位置处待测平行光束，此时计算机(10)控制光谱仪(7)探测到积分球(6)出口处的光谱辐照度为E′₂(λ)；将E′₂(λ)替换上式中的E₂(λ)，即可计算待测平行光束其他位置处的光谱辐照度。