JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1329—2011
瞬态光谱仪校准规范
Calibration Specification for Instantaneous SpectralInstruments
2012-03-28实施
2011-12-28发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1329—2011
瞬态光谱仪校准规范 Calibration Specification for Instantaneous
JJF1329—2011
Spectral Instruments
本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年12月28日批准，并自 2012年3月28日起施行。
归口单位：全国光学计量技术委员会主要起草单位：中国兵器工业第二五研究所参加起草单位：中国测试技术研究院
中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所
本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释 JJF1329—2011
本规范主要起草人：
吴宝宁（中国兵器工业第二O五研究所）范纪红（中国兵器工业第二O五研究所）
参加起草人：
曹远生（中国测试技术研究院）王建成（中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所）俞兵（中国兵器工业第二O五研究所） JJF1329—2011
目 录
1
范围· 2 引用文件· 3 术语· 4 概述 5计量特性 5.1紫外瞬态光谱仪 5.2可见光瞬态光谱仪 5.3近红外瞬态光谱仪 6校准条件· 6.1环境条件 6.2测量标准及设备. 7校准项目和校准方法 7.1校准项目…· 7.2校准方法 8复校时间间隔· 附录A校准证书内页格式附录B 校准原始记录格式附录C 测量不确定度评定
(1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (3) (3) （3) (4) (4) (4) (7) (8) (9) (10)
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瞬态光谱仪校准规范
1范围
本规范适用于波长范围为250nm～1750nm、所测光源的闪光时间≥1×10-4s的瞬态光谱仪的校准。其他型式的瞬态光谱仪可参照本规范进行校准。 2引用文件
本规范引用下列文件： JJG383—2002光谱辐射亮度标准灯 JJG768—2005发射光谱仪 JF1032一2005光学辐射计量名词术语及定义 CIE105：1993脉冲光辐射源光谱辐射测定（SpectroradiometryofPulsedOptical
RadiationSources)
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语 3.1瞬态光谱instantaneousspectrum
具有瞬时特征的按波长或频率次序排列的电磁波序列。
3.2闪光时间flashingtime
一次间歇发光所持续的时间。
4概述
瞬态光谱仪是用于测量闪光时间≥1×10-s的瞬态光源光谱特性的仪器，其核心技术是瞬态光电摄谱技术和杂散次级光谱滤除技术。根据波长划分，瞬态光谱仪分为紫外瞬态光谱仪、可见光瞬态光谱仪、近红外瞬态光谱仪。
瞬态光谱仪的组成如图1所示。人射狭缝1接收被测光源的人射光，人射光经平面反射镜2反射后，被第一球面反射镜3准直成平行光，然后被平面闪耀光栅4分光成一束平直光谱线，再经过第二球面反射镜5把紫外、可见或近红外线光谱经滤光片滤除后准确地成像在线阵CCD探测器6的光敏面上，经过线阵CCD探测器6转化为电信号，由CCD驱动放大电路7和高速数据采集存储系统8处理信号，经计算机9对数据处理和标定后显示所测光谱等参数。
"-
5
1 JJF1329—2011
图1瞬态光谱仪组成示意图
1一人射狭缝；2一平面反射镜；3一第一球面反射镜；4一平面闪耀光栅；5一第二球面反射镜；
6-线阵CCD探测器：7CCD驱动放大电路：8—高速数据采集存储系统；9一计算机
5计量特性 5.1紫外瞬态光谱仪
波长范围：250nm~380nm；波长最大允许误差：士0.5nm；响应时间：<1s；积分时间线性：>90%；光谱辐亮度测量扩展不确定度：U=8%（k=2）相对光谱功率测量扩展不确定度：U=5%（k=2）。
5.2可见光瞬态光谱仪
波长范围：380nm~780nm；波长最大允许误差：土1.0nm；响应时间：<1s；积分时间线性：>90%；光谱辐亮度测量扩展不确定度：U=5%（k=2）；相对光谱功率测量扩展不确定度：U=3%（k=2）；色温最大允许误差：土20K；色品坐标最大允许误差（△工，△y）：士0.008。
5.3近红外瞬态光谱仪 P 波长范围：780nm~1750nm；
波长最大允许误差：土2.0nm；响应时间：<1s；
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积分时间线性：>90%；光谱辐亮度测量扩展不确定度：U=8%（k=2）；相对光谱功率测量扩展不确定度：U=5%（k=2）。 注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。
6校准条件 6.1环境条件 6.1.1环境温度：（20土5）℃，相对湿度：≤85%。 6.1.2电源供电要求：（220士10）V。 6.1.3环境应清洁，无腐蚀性气体，周围无影响仪器正常工作的振动和电场、磁场的干扰。 6.1.4要求测量环境为光暗室。 6.2测量标准及设备 6.2.1校准装置
校准装置包括标准光源系统、入射光路两部分，见图2。
图2瞬态光谱仪校准装置示意图
1一标准钨带灯：2一汞灯：3-精密转盘：4第一平面反射镜：5第一离轴抛物面镜：6一第二离轴抛物面镜；
7一第二平面反射镜；8—斩波器；9—分束器；10—被校瞬态光谱仪：11一探测器；12—示波器标准光源系统：由汞灯、标准钨带灯、灯架及精密转盘等组成。高压汞灯和低压汞
灯各一只。采用光谱辐亮度已标定的标准钨带灯，其色温为2856K。
人射光路：由平面反射镜、离轴抛物面镜、斩波器、分束器和示波器组成。斩波器频率连续可调，示波器采样带宽为300MHz。整个光路要用漫反射比低的屏蔽箱罩住，以屏蔽杂散光。 6.2.2供电设备
标准钨带灯采用直流稳流电源供电，电流连续可调，10min内输出电流变化应不大于0.02%。
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7校准项目和校准方法 7.1校准项目
瞬态光谱仪的校准项目见表1。
表1校准项目一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7
校准项目波长示值误差响应时间积分时间线性光谱辐亮度示值相对光谱功率示值色温示值误差色品坐标示值误差
7.2校准方法 7.2.1波长示值误差
波长示值误差由式（1）表示：
(1)
,
式中：入一被校瞬态光谱仪对汞灯波长6次测量的算术平均值，nm；
入，一汞灯标准峰值波长值，nm。 瞬态光谱仪波长示值误差校准步骤如下： 1）启动计算机到工作状态，根据被校光谱仪的波长范围选择低压汞灯或高压汞灯
作为波长标准。打开伺服电机开关，计算机控制伺服电机转动精密转盘，将所选低压汞灯或高压汞灯移入光路，打开汞灯的电源开关；
2）把被校瞬态光谱仪放置在如图2所示的位置，调节光路，保证汞灯入射光被准确地会聚到被校瞬态光谱仪的狭缝位置，打开瞬态光谱仪的电源开关；
3）打开操作软件，设置被测参数为相对光谱功率，计算机控制被校瞬态光谱仪进行汞灯相对光谱功率测量，取6次测量平均值作为最终结果，给出波长示值误差；
4）关闭汞灯电源开关和瞬态光谱仪电源开关； 5）关闭计算机和伺服电机控制器电源开关。
7.2.2响应时间
响应时间的校准是在如图2所示的瞬态光谱仪校准装置上进行的。根据被校瞬态光谱仪的响应时间和积分时间，选择占空比符合要求的斩波器叶片，并设置斩波器频率，保证在被校瞬态光谱仪一个积分周期内仅接收到一次脉冲光。逐渐减小脉冲光的脉冲宽度，用被校瞬态光谱仪测量标准钨带灯的相对光谱功率，被校瞬态光谱仪能够测量到与标准相对光谱功率分布曲线相一致的曲线所对应的最小脉冲宽度就是被校瞬态光谱仪的响应时间。脉冲宽度由探测器和示波器进行测量，示波器所测波形的半带宽即为瞬态光 4 JJF
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Calibration Specification for Instantaneous SpectralInstruments
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Spectral Instruments
本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年12月28日批准，并自 2012年3月28日起施行。
归口单位：全国光学计量技术委员会主要起草单位：中国兵器工业第二五研究所参加起草单位：中国测试技术研究院
中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所
本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释 JJF1329—2011
本规范主要起草人：
吴宝宁（中国兵器工业第二O五研究所）范纪红（中国兵器工业第二O五研究所）
参加起草人：
曹远生（中国测试技术研究院）王建成（中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所）俞兵（中国兵器工业第二O五研究所） JJF1329—2011
目 录
1
范围· 2 引用文件· 3 术语· 4 概述 5计量特性 5.1紫外瞬态光谱仪 5.2可见光瞬态光谱仪 5.3近红外瞬态光谱仪 6校准条件· 6.1环境条件 6.2测量标准及设备. 7校准项目和校准方法 7.1校准项目…· 7.2校准方法 8复校时间间隔· 附录A校准证书内页格式附录B 校准原始记录格式附录C 测量不确定度评定
(1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (3) (3) （3) (4) (4) (4) (7) (8) (9) (10)
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瞬态光谱仪校准规范
1范围
本规范适用于波长范围为250nm～1750nm、所测光源的闪光时间≥1×10-4s的瞬态光谱仪的校准。其他型式的瞬态光谱仪可参照本规范进行校准。 2引用文件
本规范引用下列文件： JJG383—2002光谱辐射亮度标准灯 JJG768—2005发射光谱仪 JF1032一2005光学辐射计量名词术语及定义 CIE105：1993脉冲光辐射源光谱辐射测定（SpectroradiometryofPulsedOptical
RadiationSources)
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语 3.1瞬态光谱instantaneousspectrum
具有瞬时特征的按波长或频率次序排列的电磁波序列。
3.2闪光时间flashingtime
一次间歇发光所持续的时间。
4概述
瞬态光谱仪是用于测量闪光时间≥1×10-s的瞬态光源光谱特性的仪器，其核心技术是瞬态光电摄谱技术和杂散次级光谱滤除技术。根据波长划分，瞬态光谱仪分为紫外瞬态光谱仪、可见光瞬态光谱仪、近红外瞬态光谱仪。
瞬态光谱仪的组成如图1所示。人射狭缝1接收被测光源的人射光，人射光经平面反射镜2反射后，被第一球面反射镜3准直成平行光，然后被平面闪耀光栅4分光成一束平直光谱线，再经过第二球面反射镜5把紫外、可见或近红外线光谱经滤光片滤除后准确地成像在线阵CCD探测器6的光敏面上，经过线阵CCD探测器6转化为电信号，由CCD驱动放大电路7和高速数据采集存储系统8处理信号，经计算机9对数据处理和标定后显示所测光谱等参数。
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1 JJF1329—2011
图1瞬态光谱仪组成示意图
1一人射狭缝；2一平面反射镜；3一第一球面反射镜；4一平面闪耀光栅；5一第二球面反射镜；
6-线阵CCD探测器：7CCD驱动放大电路：8—高速数据采集存储系统；9一计算机
5计量特性 5.1紫外瞬态光谱仪
波长范围：250nm~380nm；波长最大允许误差：士0.5nm；响应时间：<1s；积分时间线性：>90%；光谱辐亮度测量扩展不确定度：U=8%（k=2）相对光谱功率测量扩展不确定度：U=5%（k=2）。
5.2可见光瞬态光谱仪
波长范围：380nm~780nm；波长最大允许误差：土1.0nm；响应时间：<1s；积分时间线性：>90%；光谱辐亮度测量扩展不确定度：U=5%（k=2）；相对光谱功率测量扩展不确定度：U=3%（k=2）；色温最大允许误差：土20K；色品坐标最大允许误差（△工，△y）：士0.008。
5.3近红外瞬态光谱仪 P 波长范围：780nm~1750nm；
波长最大允许误差：土2.0nm；响应时间：<1s；
2 JJF1329—2011
积分时间线性：>90%；光谱辐亮度测量扩展不确定度：U=8%（k=2）；相对光谱功率测量扩展不确定度：U=5%（k=2）。 注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。
6校准条件 6.1环境条件 6.1.1环境温度：（20土5）℃，相对湿度：≤85%。 6.1.2电源供电要求：（220士10）V。 6.1.3环境应清洁，无腐蚀性气体，周围无影响仪器正常工作的振动和电场、磁场的干扰。 6.1.4要求测量环境为光暗室。 6.2测量标准及设备 6.2.1校准装置
校准装置包括标准光源系统、入射光路两部分，见图2。
图2瞬态光谱仪校准装置示意图
1一标准钨带灯：2一汞灯：3-精密转盘：4第一平面反射镜：5第一离轴抛物面镜：6一第二离轴抛物面镜；
7一第二平面反射镜；8—斩波器；9—分束器；10—被校瞬态光谱仪：11一探测器；12—示波器标准光源系统：由汞灯、标准钨带灯、灯架及精密转盘等组成。高压汞灯和低压汞
灯各一只。采用光谱辐亮度已标定的标准钨带灯，其色温为2856K。
人射光路：由平面反射镜、离轴抛物面镜、斩波器、分束器和示波器组成。斩波器频率连续可调，示波器采样带宽为300MHz。整个光路要用漫反射比低的屏蔽箱罩住，以屏蔽杂散光。 6.2.2供电设备
标准钨带灯采用直流稳流电源供电，电流连续可调，10min内输出电流变化应不大于0.02%。
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7校准项目和校准方法 7.1校准项目
瞬态光谱仪的校准项目见表1。
表1校准项目一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7
校准项目波长示值误差响应时间积分时间线性光谱辐亮度示值相对光谱功率示值色温示值误差色品坐标示值误差
7.2校准方法 7.2.1波长示值误差
波长示值误差由式（1）表示：
(1)
,
式中：入一被校瞬态光谱仪对汞灯波长6次测量的算术平均值，nm；
入，一汞灯标准峰值波长值，nm。 瞬态光谱仪波长示值误差校准步骤如下： 1）启动计算机到工作状态，根据被校光谱仪的波长范围选择低压汞灯或高压汞灯
作为波长标准。打开伺服电机开关，计算机控制伺服电机转动精密转盘，将所选低压汞灯或高压汞灯移入光路，打开汞灯的电源开关；
2）把被校瞬态光谱仪放置在如图2所示的位置，调节光路，保证汞灯入射光被准确地会聚到被校瞬态光谱仪的狭缝位置，打开瞬态光谱仪的电源开关；
3）打开操作软件，设置被测参数为相对光谱功率，计算机控制被校瞬态光谱仪进行汞灯相对光谱功率测量，取6次测量平均值作为最终结果，给出波长示值误差；
4）关闭汞灯电源开关和瞬态光谱仪电源开关； 5）关闭计算机和伺服电机控制器电源开关。
7.2.2响应时间
响应时间的校准是在如图2所示的瞬态光谱仪校准装置上进行的。根据被校瞬态光谱仪的响应时间和积分时间，选择占空比符合要求的斩波器叶片，并设置斩波器频率，保证在被校瞬态光谱仪一个积分周期内仅接收到一次脉冲光。逐渐减小脉冲光的脉冲宽度，用被校瞬态光谱仪测量标准钨带灯的相对光谱功率，被校瞬态光谱仪能够测量到与标准相对光谱功率分布曲线相一致的曲线所对应的最小脉冲宽度就是被校瞬态光谱仪的响应时间。脉冲宽度由探测器和示波器进行测量，示波器所测波形的半带宽即为瞬态光 4