JJG
国防军工计量检定规程
JJG（军工）233—2020
太赫兹功率计
TerahertzPowermeter
2020-10-19发布
2021-04-01实施
国家国防科技工业局发布 JJG（军工）233—2020
太赫兹功率计检定规程 Verification Regulation for Terahertz Powermeter
JJG（军工）233—2020
主要起草单位：国防科技工业光学一级计量站
参加起草单位：中国计量科学研究院 JJG（军工）233—2020
本规程主要起草人：
李宏光（国防科技工业光学一级计量站）解琪（国防科技工业光学一级计量站）马世帮（国防科技工业光学级计量站）孙宇楠（国防科技工业光学一级计量站）张灯（国防科技工业光学级计量站）
参加起草人：
邓玉强（中国计量科学研究院） JJG（军工）233—2020
目录
1范围 2术语和定义. 2.1噪声温度. 2.2噪声系数.. 3概述. 4计量性能要求. 5通用技术要求. 5.1外观... 5.2工作正常性 6计量器具控制 6.1检定条件 6.2检定项目. 6.3检定方法.. 7检定结果的处理 8检定周期附录A原始记录格式附录B检定证书内页格式
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国防军工 JJG（军工）233—2020
太赫兹功率计检定规程
1范围
本规程适用于功率范围为3μW～20W、频率范围为0.1THz～10THz的太赫兹功率计的首次检定、后续检定和使用中检查。其他太赫兹辐射响应类仪器可参照本规程。 2术语和定义 2.1噪声温度NoiseTemperature
太赫兹功率计作为噪声源时，所发出的噪声功率的量度，使用功率计在黑体两个不同温度点的辐射响应值计算得到。 2.2噪声系数NoiseFigure
表征太赫兹功率计内部噪声水平的参数，用噪声温度与工作绝对温度的对数比值来表
示。 3概述
太赫兹功率计是测量太赫兹源辐射功率等太赫兹辐射参数的仪器，用于太赫兹通信、 成像和检测等领域。
太赫兹功率计包括辐射探测系统和太赫兹功率显示模块。辐射探测系统可配有准直会聚光学系统、馈源天线、波导、光锥等器件，将太赫兹辐射收集传输并探测，由显示模块
显示辐射响应值。
太赫兹辐射探测系统按照原理可分为非相干型和相干型。 非相干型辐射探测系统可分为辐射热型、热释电型和热膨胀型。 相干型辐射探测系统一般采用混频器，以外差探测的方式测量太赫兹辐射；常用的混
频器包括肖特基二极管混频器、超导体-绝缘体-超导体混频器和热电子辐射热计混频器等。 4计量性能要求 4.1辐射功率
国防军工
辐射功率范围：3μW~20W；辐射功率相对示值误差：±10%（3μW～200μW），
±6%（200μW~20W）；
测量重复性：3%。 4.2噪声系数
噪声系数范围：3dB10dB；噪声系数测量不确定度：Urel=5%（k=2）。
4.3非线性度
非线性度测量范围：0.1%~10%； JJG（军工）233-—2020
非线性度测量不确定度：15%（3μW~200μW）
8%（200μW~20W）。
5通用技术要求 5.1外观
太赫兹功率计的名称、规格型号、制造厂名、出厂编号应清晰。测量使用的各类配件及说明书齐全。 5.2工作正常性
太赫兹功率计应无影响计量性能的电气、光学及机械故障和损伤。 6计量器具控制
计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。 6.1检定条件 6.1.1检定用设备
检定用设备应经过计量技术机构检定合格，并在有效期内。 a）太赫兹黑体
太赫兹辐射功率范围：3μW~200μW；发射率范围：>0.95；发射率测量不确定度：Ure=0.6%（k=2）；温度范围：223K~673K；黑体辐射口径：Φ20mm~@30mm
b）大功率太赫兹源
太赫兹辐射功率范围：200uW~20W；辐射功率稳定性：1%。
c）太赫兹功率计
太赫兹辐射功率测量范围：3uW20W 太赫兹辐射功率测量不确定度：Urel=12%（k=2）（3μW200μW），Urer=7%（k-2）
(200μW20W）) d）湿度计
湿度测量范围：1%RH~80%RH；湿度示值误差：±6%。
6.1.2环境条件
a）环境温度：20°℃±5℃； b）环境湿度：20%RH～80%RH，光路内湿度：≤30%RH； c）测量环境没有影响测量数据的振动、背景辐射和电磁干扰。
6.2检定项目
2 JJG（军工）233—2020
太赫兹功率计的检定项目见表1。
表1太赫兹功率计检定项目
序号 1 2 3 4 5 6 注：“+”为应检项目， “_”为可不检项目。
检定项目外观工作正常性
首次检定
后续检定
使用中检查
+ + + + + +
-
辐射功率相对示值误差
+
测量重复性非线性度噪声系数
+
6.3检定方法 6.3.1外观
采用目视方法检查，应符合5.1条规定。 6.3.2工作正常性
手动和目视检查，应符合5.2条规定。 6.3.3辐射功率
太赫兹辐射功率检定原理如图1所示，可实现辐射功率和其重复性参数的检定。检定时，太赫兹黑体和大功率太赫兹源位于太赫兹功率计的物平面上。
真空背景辐射屏蔽系统或氮气屏蔽罩
待检太赫兹功率计
-
太赫兹黑体
滤光片组
1
准直光学系统
C
大功率太赫兹源
斩波器
标准太赫兹功率计
图1太赫兹辐射功率检定原理框图
太赫兹功率计辐射功率检定步骤为： a）当待检太赫兹功率计功率范围为3μW～200μW时，启用太赫兹黑体；当待检太赫
兹功率计功率范围为200uW20W时，启用大功率太赫兹源：滤光片组滤除杂散辐射。
b）将湿度计放置于真空背景辐射屏蔽系统或氮气屏蔽罩内，观测湿度示值，直至满足光路内湿度小于30%的要求；将标准太赫兹功率计对准太赫兹源，使太赫兹光束中心与
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功率计探测中心同光轴。
c）启用太赫兹黑体时，选取三个温度点，分别对应温度范围为（223～273）K、（273～ 323）K和（323～373）K；启用大功率太赫兹源时，依据太赫兹源辐射功率范围，在其范围的（0～1/3）、（1/3～2/3）和（2/31）处选取三个点。
d）选取的每个测量点重复测量3次，取其平均值，该值为Psi（i=1，2，3），即为标准太赫兹功率计的功率标准值。
e）将待检太赫兹功率计对准太赫兹源，使太赫兹光束中心与功率计探测中心同光轴选取的每个点重复测量3次，取其平均值，得到其辐射功率测量值Pi（i=1，2，3）；根据公式（1）计算得到待检太赫兹功率计的辐射功率相对示值误差cp：
Pti
(1)
Cp Psi
式中： Cp——待检太赫兹功率计的辐射功率相对示值误差 Pi—待检太赫兹功率计辐射功率测量值，W； Psi标准太赫兹功率计辐射功率标准值，W。 f）将待检太赫兹功率计再对准太赫兹黑体或大功率太赫兹源，重复进行6次，得到辐
射功率测量值Pmm（n=1，2，..，5，6），测量重复性5根据公式计算：
Z(p-.)
(2)
S
n-1
式中： Pm—待检太赫兹功率计辐射功率测量值，W； Pm—待检太赫兹功率计辐射功率平均值，W。
6.3.4非线性度
国防宏
非线性度检定步骤为： a）启用太赫兹黑体时，选取三个温度点为T、T2和T3，分别对应温度范围为（223~
273）K、（273～323）K和（323～373）K，待检太赫兹功率计测得的辐射功率值为P （i=1，2，3），则非线性度为：
C1= Pt2-Pt1
(3) (4) (5)
T2-T1 |Pt3-Pt2 T3-T2
C2=
8L=-1×100%
b）启用大功率太赫兹源的情况下，在太赫兹源功率范围的（0～1/3）、（1/3～2/3）和（2/3～1）处选取三个点，记为Pmi（i=1，2，3）：待检太赫兹功率计测得的辐射功率值为Pti（i=1，2，3），则非线性度L为：
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