第34卷，第12期 2014年12
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
基于激光的光谱辐射定标
李志刚，郑玉权
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033
Vol. 34,No. 12 -pp3424-3428
December: 2014
摘要随着地面遥感、航空与航天遥感、等离子体物理、定量光谱学等研究的发展，对光谱辑射定标精度提出广越来越高的要求，推动了基于可调谐激光的光谱辐射定标新型技术的发展。国际上英国、美国、德国等国家的计量科研机构相继建立了溯源于低温辐射计、低不确定度的基于可调谐激光的光谱辐射定标装置，用于探测器、遥感仪器光谱响应度定标和特性研究。其中美国国家标准技术研究院（NST）的均匀光源光谱辐照度和辐亮度响应度定标装置(SIRCUS)和德国物理技术研究院(PTB)的光度学可调谐激光装置（TULIP）最具代表性。相对于灯-单色仪系统，在辐射定标应用中，基于微光的光谱辐射定标具有光谱带宽窄、波长精度高、定标不确定度低等众多优点。本文介绍了基于激光的光谱辐射定标的发展状况和以英国国家物理实验室（NPL)、NIST和PTB为代表的基于激光的辐射定标装置结构与性能，分析了基于激光的光谱辐射定标技术优势，并进一步阐述了此技术的应用。基于激光的光谱辐射定标装置可产泛应用于重要的高精度系统级辐射定标测量，包括亮度温度、空间遥感仪器辐照度和辐亮度定标，推动航空航天、大气物理、光谱学、生物科学等科研、工业领域的发展。
关键词可调谐激光；辐射定标；光谱辐亮度：光谱辐照度
中图分类号：0432.2
引言
文献标识码：A
DOI: 10, 3964/j issn. 1000-0593(2014)12-3424-05
不确定度。也由于更高的信噪比，可在更宽的动态范围和更宽的光谱范围内测量探测器辐照度响应度，获得更低的不确定度。
光谱辐照度和光谱亮度响应度是光度计和辐射计的重
要性能参数，在应用光度学和辐射度学研究中，光度计和射计光谱响应度的精确测量至关重要，光谱辐照度和光谱辐亮度响应度的定标是仪器应用和研制中的重要环节。理想情况下，滤光片型或无滤光片型的光度计或辐射计的光谱响应度测量需要在均匀单色光辐照条件下进行，通过待测仪器与参考探测器比对来完成。光谱响应度测量的传统方法基于单色仪装置，以高功率灯为辐射光源。由于灯-单色仪系统的低光通量，导致许多仪器不能够直接进行辐照度和辐亮度响应度定标，而更为紧项方法的采用通常会大大增加测量中的扩展不确定度。此外，灯-单色仪系统的低通量限制了系统的信巢比。微光具有高亮度、高单色性，结合积分球使用可形成空间均匀的光源。随者激光技术的快速发展，基于灯-单色仪的装置已逐渐被可调谐激光装置所取代。可调谐激光能提供更高的光谱辐照度和更窄的光谱带宽。辐射定标应用中，使用可调谐激光替代灯-单色仪组合光源有许多优势，特别是基于可调谐激光的光源的高功率、窄光谱带宽和极低的波长
收稿日期：2013-09-22，修订日期：2013-12-12
基金项目：国家自然科学基金项目(61378063)资助
近一、二十年，随着地面遥感、航空与航天遥感、等离子体物理、定量光谱学等研究的发展，对光谱辐射定标精度提出了越来越高的要求，推动了基于激光的光谱辐射定标新型技术的发展。国际上英国、美国、德国、中国、芬兰、瑞士等许多国家的科研机构相继建立了基于可调谐激光的测量装置用于探测器、遥感仪器光谱响应度定标和特性研究[1-6] 其中美国国家标准技术研究院（NIST)的均勾光源光谱辐照度和辐亮度响应度定标装置（SIRCUS）和德国物理技术研究
院(PTB)的光度学可调谐激光装置(TULIP)最具代表性。 1基于激光的光谱辐射定标装置
1984年，美国国家标准局（NBS）Schaefer和Eckerle建立了第一个基于激光的辐射计量装置了。采用氩离子激光泵浦稳幅连续波环形腔染料激光系统，用于测量滤光片光谱透射率或探测器光谱响应。
20世纪90年代，英国国家物理实验室（NPL)建立广基
作者简介：李志刚，1972年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员
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