基于參量下轉(zhuǎn)換的中波紅外輻亮度定標(biāo)技術(shù)研究.pdf

1、在紅外輻射度學(xué)和輻射定標(biāo)研究過(guò)程中，對(duì)紅外輻射源輻亮度的定標(biāo)是其中的一項(xiàng)基本內(nèi)容。本文研究了一種新型的基于參量下轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)紅外輻射源輻亮度的絕對(duì)定標(biāo)方法，它與傳統(tǒng)定標(biāo)方法的不同在于它不依賴外加的初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)源和標(biāo)準(zhǔn)傳遞鏈?；趨⒘肯罗D(zhuǎn)換的定標(biāo)方法是通過(guò)測(cè)量單位模式光子數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輻亮度的計(jì)算，因?yàn)闇y(cè)量過(guò)程中不需要測(cè)量立體角和面積因子，所以可以減少測(cè)量中的不確定度，理論上基于參量下轉(zhuǎn)換的定標(biāo)方法具有更高的精度。
　　在對(duì)參量下轉(zhuǎn)換效應(yīng)在計(jì)量

2、領(lǐng)域的應(yīng)用和進(jìn)展調(diào)研的基礎(chǔ)上，建立了中波紅外輻亮度定標(biāo)系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)中的選擇的泵浦光波長(zhǎng)為532nm，它是由二極管激光器出射的具有高功率的激光。泵浦光源與非線性介質(zhì)PPLN晶體發(fā)生非線性作用后，產(chǎn)生可見～紅外（631nm和3390nm）的相關(guān)光子對(duì)。根據(jù)非線性晶體的特性，選擇準(zhǔn)相位共線相位匹配方式，利用短波帶通濾光片、二向色鏡以及單色儀實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)光子對(duì)中信號(hào)光子的選取及探測(cè)、殘余泵浦光消除及背景噪聲的衰減。實(shí)驗(yàn)中分別測(cè)量的是自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換

3、和受激參量下轉(zhuǎn)換過(guò)程輸出的信號(hào)光光子數(shù)，通過(guò)計(jì)算受激/自發(fā)的信號(hào)光子計(jì)數(shù)的比值R，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)輻射源（OPO出射的3390nm）輻亮度的絕對(duì)定標(biāo)。實(shí)驗(yàn)中到達(dá)晶體前端的泵浦光功率和待測(cè)中波紅外輻射源的功率分別為17mW和1.48mW，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與利用傳統(tǒng)方法計(jì)算的結(jié)果都在同一量級(jí)內(nèi)，且兩種方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.22％。根據(jù)分析主要測(cè)量不確定性的來(lái)源，得出了OPO激光器在3390nm波段輻亮度的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度優(yōu)于1.18％的定標(biāo)結(jié)果。隨后，