张保洲 | 光辐射测试技术领域的若干研究进展
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近年来,我国光辐射测试技术领域研究工作的一个显著特点是在推进基础理论和方法研究的同时,更加面向实际应用需求、面向现实问题和面向未来应用发展趋势开展工作,呈现出良好的发展势头。
面对LED应用的迅猛发展,用作LED光通量测量标准灯的LED灯丝灯研制成功:国家计量院与浙江大学等单位的合作,面对LED光辐射测试的特点,设计研制的4 W LED灯丝灯在光衰、寿命、重复性、量值复现性方面都优于目前总光通量工作标准白炽灯,8 W LED灯丝灯的各项指标也达到了光通量工作标准白炽灯的水平。考虑到目前小功率光强标准灯短缺的现实,专用设计的LED灯丝灯未来亦有可能成为实用的小功率光强标准灯。
面对日益增长的紫外辐射测量需要,紫外校准水平明显提高,高灵敏快速测试仪器有所突破:国家计量院新建短波紫外光谱辐射照度国家基准装置,不但填补了200—250 nm波段基准的空白,在紫外光谱辐射照度国际关键比对中,与国际参考值的偏差显著下降;北京师范大学研制的快速紫外光谱测量仪,不仅克服了一般快速光谱仪在段紫外区带外杂光不易消除的难题,而且实现了快速(ms级)高灵敏(1 nW/(cm2·nm))采样,具备了按照国标《紫外线辐射卫生要求》,现场准确测量瞬态微弱紫外光谱、计算紫外辐射暴露量的能力。
面对蓬勃发展的动态显示应用,动态显示测量和朔源研究取得进展:针对传统光辐射测量朔源主要是以稳态量为基础的现实,国家计量院等单位承担了科技部十二五支撑计划项目中“动态显示关键计量技术研究”课题,初步建立了显示器运动显示参数标准测量装置,可实现光度、色度、时间响应、运动模糊(运动边界时域/空间轮廓METP/MESP)、感知模糊宽度(模糊边界时间BET)的测量或朔源。建立了瞬态光源有效光强校准溯源的计量标准装置,成功研制了多波长LED平面光源,色域超过NTSC 105%,亮度超过10 000 cd/m2。
面对高速通讯传输技术及太赫兹通讯技术的发展,相应的测试校准手段的建立又有新进展:国家计量院利用自制的核心响应器件,在2014年自主建立了70 GHz光探测器时间响应测量装置的基础上,又将测量装置探测限扩展到100 GHz,可以对目前响应速度最快通信器件的响应时间进行测量与校准;国家计量院也建立了基于频率梳的太赫兹频率测量装置,可实现对0.02—3.11 THz 频率范围的测量与校准。
面对高能激光与强激光应用快速发展,相应的测试校准手段的建立也有新进展:国家计量院分别建立了全吸收式和取样式高能激光能量测量装置,它们的电校准能量测试上限分别达到5 MJ和15 MJ,可以为国内高能激光和强激光研究领域提供更多的计量和校准服务。
上述的几个示例一定程度上反映了光辐射测试技术领域近年在面向实际应用需求、面向现实问题和面向未来应用发展趋势所取得的丰硕成果,也期望有更多本领域的研究者关注和致力于解决我国社会的重要现实需求。
作者简介
张保洲,北京师范大学天文系教授,中国照明学会常务理事,《照明工程学报》编委会委员,全国颜色标准化技术委员会委员,全国光学计量技术委员会委员。自1985年从北京师范大学毕业留校工作以来,一直从事光辐射测量技术和相关应用仪器的开发。所发表的论文、撰写的著作以及研发的设备,均在业内产生了一定的影响。主持和参加了国家自然科学基金、国家863项目、国防专项等二十余项纵横项科研项目。
▌全文刊载于《照明工程学报》2018年第29卷第2期
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